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“三秦楷模”陈士橹:拓路苍穹,筑梦航天

2018-04-26秦凯风

当代陕西 2018年7期
关键词:西北工业大学力学航天

◎文/秦凯风(本刊见习记者)

三秦楷模

从东方红一号到长征、神舟、嫦娥、北斗……,中国航天人披荆斩棘、砥砺前行,这中间有很多西北工业大学航天专业毕业生的身影。他们中不乏高级将领、总设计师、各类首席,但遇到一位老人都要尊称一句“老师”。

这位航天人心中永远的老师就是中国工程院院士、“三秦楷模”陈士橹——我国航天事业和航天教育的开拓者与奠基者之一,西北工业大学航天专业创始人。

“中国没有航天,肯定不行”

2016年4月24日,首个“中国航天日”,96岁的陈士橹溘然长逝。直到生命的最后时刻,他依然艰难地带着助听器收看航天日的电视节目。

生于上世纪二十年代,陈士橹的青少年时代,旧中国积贫积弱,民不聊生。“国家科技和工业落户,有国无防,受尽帝国主义列强的欺凌,这些经历是我选择航空航天作为终身事业的初衷。”

1956年,陈士橹从苏联留学归国。原先任教的华东航空学院已西迁西安,他被学校安排至飞机系空气动力学教研室,学校创办新的院系宇航工程系后,成为系主任。

当时的中国,还停留在“航空”时代,“航天”仍然是一个相对陌生的概念。作为要搞航天的宇航工程系首任系主任,他要第一个“吃螃蟹”。

陈士橹清楚,从零开始的航天事业,教育必须跟上,自己肩负重任。做好教育首先要有正规的教材,但当时使用的教材都是由苏联专家提供、翻译的,密级很高,教材名称全部使用代号。

于是,他主动带领教师搜集资料、伏案编写、刻板印刷……往往晚上在书桌前坐下,再起身已是第二天。他编写的《导弹动态误差》,后来成为全国国防院校飞行力学专业的范本。

就这样,克服重重困难,西北工业大学的宇航工程专业短短五年就走上正轨。然而,赶上院系调整,宇航工程系面临撤并。

“搞航天学科要在航空上再上一步,很不容易,要是撤掉实在可惜。”平时温文尔雅的陈士橹为保留宇航工程系奔走呼吁,“从国防建设的高度看,中国没有航天肯定不行!”

最终,他的呼声得到当时主管部门——国防科委的重视,宇航工程系被保留下来。西北工业大学也因此成为国内航空高校中唯一没有被撤并的宇航院系——从这里走出的7000多名航空航天领域的高级人才,成为20世纪90年代国家航天大发展时期的主力军,西北工业大学也由此成为我国航天教育和科研事业的重要力量。

“我要在科研上做出一份成绩”

“我要在科研上做出一份成绩来,不辜负党和人民的期望!”这是陈士橹1956年入党时的誓言。这个承诺,他用了一生来践行。

从20世纪60年代起,受钱学森委派,陈士橹参与到我国刚起步的导弹研制中,成功把理论应用于航天工程实践,扫除了飞行器液体晃动等一系列阻碍航天器发展的“拦路虎”。

1962年3月21日,我国第一枚自行设计生产的东风二号导弹在酒泉发射。导弹起飞不久就出现较大幅度的姿态失稳,69秒后坠地爆炸。

“由于设计时把导弹当成了不会变形的铁块,没有考虑到导弹在飞行过程中由于受力会发生弹性变形,甚至折断,导致了导弹发射失败。”陈士橹的弟子、西工大航天学院院长唐硕教授说。这后来成为陈士橹的主要研究方向,尤其是战略导弹、大型运载火箭、捆绑式运载火箭等细长体飞行器。

北京市高等学校师资培训中心(以下简称北京市中心)成立于1992年,受北京市教委和首都师范大学双重领导。中心下设行政办公室、岗前培训办公室、管理干部培训办公室等7个业务科室,现承担的培训项目分为国内培训、国外培训、对外培训三类。其中,国内培训项目包含高校教师岗前培训、教育技术(考试)培训、教师发展基地研修、青年教师教学能力培训、管理干部培训等9项;国外培训项目包含英语教学培训、国外访问学者项目、双语教学及深化培训等,中心国际教育交流办公室负责国外培训和对外项目。

70年代初,五六十年代在美国兴起的现代控制理论的材料引起了他的关注,他敏锐地看到这门新兴学科对于飞行力学蕴含的重大意义。经过深入研究,他在1977年的全国飞行力学规划会上作了《最优过程理论在飞行力学中的应用》的专题报告,将现代控制理论的方法应用于飞行力学,以及利用最优过程理论、极大值原理及动态规划方法研究最优弹道,成为国内的先行者。

计算机技术的兴起,为各门学科提供了先进的仿真手段。早在70年代后期,陈士橹就认识到,计算机速度与存贮量的提高将使得许多飞行试验可由飞行力学的计算机仿真先行,并将成为航天器设计中重要的、经济的、安全的手段。他奔波努力、争取经费、购置计算机,建立起飞行力学仿真实验室。

飞行力学是研究飞行器运动规律的学科,直接为飞行器的设计和使用服务。他从工程实际应用出发,在飞行力学领域开拓出一个重要的新的学科研究分支——弹性飞行器飞行动力学及控制,在弹性飞行器建模、稳定性分析、主动控制系统的设计等方面形成较完整的理论体系和新颖的分析方法,研究成果在航天、航空设计中得到应用。

1992年,我国启动载人航天工程,这是继“两弹一星”后又一个国家重大高新科技工程,是航天事业创立以来规模最大、系统最复杂、技术难度庞大、可靠性和安全性要求最高的工程。火箭故障检测诊断技术和逃逸技术关系到宇航员的安全,是载人航天独有的技术,也是世界级的难题,而运载火箭故障仿真是大型运载火箭系统的关键项目之一。陈士橹的团队被委托承担项目技术攻关。

陈士橹力主让青年教师唱主角,成立以唐硕为技术负责人的研究团队,他担任项目总顾问。经过夜以继日的研究摸索和大量的调研分析,团队最终确定了180多种故障模式,结合系统为运载火箭加入实用元器件,通过半实物仿真,为飞船运行测算出可能出现的数万条轨道和故障发生模型,并提出周密的解决方案。

最终,他们开发的故障仿真软件应用于我国载人飞船研制,其故障检测系统达到世界先进水平,我国成为继苏联、美国之后第三个能独立设计研制和发射载人航天器的国家。

“对不起,我不能亲自指导你的论文了”

作为航天教育事业的奠基人之一,陈士橹毕生耕耘在教学科研一线,年逾花甲仍在给本科生上课,90多岁还在亲自指导博士生。年过八旬时,他为自己定下规矩:每天至少写500字的学术思考,这一习惯一直坚持到病重前。

在培养第一批博士生期间,陈士橹倾注了大量精力。他非常看重学生的研究能力、研究方法及思维方式,只为他们提供一个宏观研究方向,细节上不做具体规定,但要求学生每两周上交一份所做研究的书面材料。他的第一名学生袁建平回忆说:“研究工作只要有进展,哪怕是一两页纸,你拿给老师看,他就会详细了解清楚,判断你研究的内容有没有问题、意义在哪里,并会给你指出下一步工作方向。”

西工大航天学院王志刚教授是陈士橹带的第18位博士。回忆起恩师,他说,陈老师治学严谨,决不允许敷衍了事。上学时,他的英文论文将飞行力学翻译成了飞行动力学,陈士橹马上将英文、俄文的资料都找出来,耐心讲解二者的区别。

2013年,陈士橹和王志刚一起带博士,93岁高龄的他仍然一字一句读论文,反复看很多遍,一步一步推导论文里的公式,对发现的问题逐个记录。“老师戴上眼镜,拿出几张写满公式推导的纸,耐心讲解这一错误。由于视线模糊,他的鼻尖几乎贴到了稿纸上。”王志刚湿了眼眶。

曾志峰是陈士橹的最后一位博士,陈士橹去世前依然惦记着他的毕业论文。他清楚地记得,陈老师在病床上紧紧握着他的手真诚地向他道歉:“对不起,我不能亲自指导你的论文了。”

从1981年被批准为我国首批博士生导师,陈士橹先生培养了我国第一、二位飞行力学博士。执教70年来,他先后培养了50余位硕士和博士,学生中涌现出一批国家973、863专家,型号总设计师、总指挥和学科带头人,他们成为我国航天和国防科技工业领域的栋梁。

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