为创建“双一流”而奋斗——访中国科学院院士、北京航空航天大学副校长房建成教授

夏 有 为

(《实验室研究与探索》编辑部，上海 200030)

1 大型科学实验 再创世界纪录

夏有为(简称夏)：房校长，热烈祝贺你校“月宫365”实验取得圆满成功，这是一项重大科学实验，请您介绍一些这项实验的重要意义。

房建成(简称房)：今年5月15日，我校“月宫365”实验团队刘红教授领衔的“月宫365”实验室 “月宫一号”(图1)再次开启舱门，刘慧(舰长)、刘佃磊、胡静斐、高寒4位志愿者走出“月宫”。至此，“月宫一号”内进行的为期365+5天的、世界上时间最长的“月宫365”实验获得圆满成功。

“月宫365”实验是从2017年5月10日开始的，至2018年5月15日出舱，共历时370天，是世界上时间最长、闭合度最高的生物再生生命保障系统实验。其主要任务是研究一个生物系统如何实现为不同代谢水平的乘员组提供生命保障，并保持系统稳定。“月宫365”实验，要实现闭合度和生物多样性更高的“人-植物-动物-微生物”四生物链环人工闭合生态系统的长期稳定循环运转，且保持了人员身心健康。这对于人类实现在地外长期生存无疑是具有重要理论和实践意义的一大步。这次出舱时间比原定计划延迟了5天，是“故意”模拟的突发状况，舱内志愿者事先并不知情，意在观察志愿者心理状态。实验志愿者共有8名(图2)，分为2个乘员组，设置3班。1组值第一班，持续时间60天；2组值第二班，持续时间200天，已打破此前由俄罗斯创造的同类系统中最长驻留180天的世界纪录；1组再值第三班，持续时间105天。此次出舱为1组4名志愿者，标志着“月宫365”实验顺利完成。

图1 “月宫365”实验计划

图2 “月宫一号”8名乘员志愿者与领导嘉宾合影

2 学科建设 特色鲜明

夏：实验圆满成功，证明了北航的科技实力。北航作为一所航空航天高等学府，教学科研均取得显著成绩，请介绍一下你校关于创建“双一流”的情况。

房：北航成立于1952年，是新中国建立的第一所航空航天高等学府，目前是工业和信息化部直属高校。建校以来，北航一直是国家重点建设的高校，是全国第一批16所重点高校之一，首批进入“211工程”，2001年进入“985工程”，2013年入选首批“2011计划”国家协同创新中心，2017年入选国家“双一流”建设计划，是一流大学(A类)建设高校，其中7个学科入选“双一流”建设学科名单。

“双一流”建设，学科是龙头。截至目前，北航共有工、理、管、文、法、经、哲、教、医和艺术10个学科门类，23个博士学位授权一级学科点，8个一级学科国家重点学科，10个国防特色学科。2017年12月，在教育部组织的全国第四轮学科评估中，我校共有23个一级学科参评，评估结果为A类的学科合计14个，占总参评学科的60.87%。其中A+学科共计4个，分别为航空宇航科学与技术、仪器科学与技术、材料科学与工程、软件工程，A+学科数量排名并列全国第11位，A类学科数量排名并列全国第12位。

面向未来，我校将继续突出学科基础地位，坚持内涵发展、特色发展、创新发展，构建“顶尖工科、一流理科、精品文科、优势医工”的一流学科体系，着力打造扎根中国大地、有特色、多学科、综合性的世界一流大学。

3 科技创新 为国立功

夏：您认为，学校在科技创新领域不断取得成绩主要动力是什么？科研实验平台基地发挥着什么作用？

房：作为新中国第一所航空航天高等学府，我校始终坚持以服务国家重大战略需求为科技创新的源动力，着力破解制约国家和国防科技发展的瓶颈问题。由此我校科技创新取得了显著成绩。建校以来，我校创造了40多项国内第一的科研成果，在尖端技术研究领域始终居于国内高校前列，研制发射(试飞)成功的多种型号飞行器填补了国内多项空白，如中国第一架轻型旅客机“北京一号”、亚洲第一枚探空火箭“北京二号”、中国第一架无人驾驶飞机“北京五号”。进入新世纪，北航持续强化服务国家重大战略需求的能力，作为牵头完成单位，共获国家三大科技奖励60余项，其中，近13年获得12项国家级科技奖励一等奖，创造了一所大学连续获国家高等级科技奖的纪录，被社会誉为科技创新的“北航模式”。

例如：王华明院士团队十年磨一剑，始终瞄准制约我国多项重点型号研制“瓶颈”难题，依托国防科技工业激光增材制造中心等创新平台，在世界上率先突破钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术，研制出多种金属系列化3D增材制造成套装备(图3)，使我国在该技术领域全球领先。目前，该技术已拓展到航天、船舶等众多领域应用，为国家经济建设2012年获得国家技术发明一等奖。

再例如：张军院士团队，围绕制约我国空管领域发展的技术难题，二十几年坚持不懈，依托国家空管新航行系统技术重点实验室，在民航航路网运行监控、星基航路运行监视等方面做了基础性和开拓性工作，支撑了我国新航行系统的快速发展，为国家“三立奇功”。

第一次立功：北航的新一代空中交通服务平台融合了81个数据链边缘网关设备，覆盖95%航路，85%飞行流量，应用于所有航空公司和三大区域管制中心，提供26种国际飞行支持业务。在“911事件”中，保障了我国的三架民航客机在美国空域关闭后，顺利备降加拿大，2004年荣获国家科技进步一等奖。

图3 北航钛合金增材制造(3D打印)技术应用于国产大飞机多个核心部件

第二次立功：实现了从被动监视技术向协同监视的技术跨越，确保民航飞机顺利飞抵国内飞行难度第一的西藏林芝高原机场，以及我国多个排名全球前十的高难度高原机场。同时缩小了我国民航垂直高度层，支撑了我国新航行系统的快速发展！2009年荣获国家技术发明一等奖。

第三次立功：2016年7月12日，海牙国际法庭发布所谓的“南海仲裁结果”，同一天，装备北航张军院士团队研制的校验设备的中国民航塞斯纳CE-680型飞机(图4)，分别对南沙群岛美济礁、渚碧礁新建机场成功实施了校验飞行，用实力维护海洋权益。有关部门评价到：长中国人民的志气，弘扬中华民族的爱国精神！北航人为坚决维护国家主权助力远航。

图4 中国民航塞斯纳CE-680型飞机

三次立功没有让北航空管人停下脚步，2017年10月14日，国产ARJ-21客机搭载北航和商飞研制的北斗导航机载设备的飞行试验在山东东营首飞成功，北航空管人让国产大飞机拥有一双中国的千里眼。他们还在继续奋斗，不断打破国外技术封锁，让我国拥有完全自主知识产权，掌握核心技术。

这样的例子还有很多，应该说，始终坚持服务国家重大战略需求正是北航科技创新不断取得成绩的原因。同时可以看出，在每一项重大成绩的背后，都离不开国家级、省部级实验平台基地作为支撑，其重要作用不言而喻。我校现有9个国家级重点实验室，4个国家级工程研究中心，70余个省部级重点实验室。每一项国家科技大奖的背后都有重点实验室作为依托平台。依托大平台、组建大团队、承担大项目、产出大成果，便是科技创新“北航模式”的真实写照(图5)。

图5 2010年1月18日《人民日报》专题报道了北航科技创新的经验

4 创新精神 代代相传

夏：听说北航有个“三代人”的科研文化，这方面有什么经验可以和大家分享？

房：北航的科技创新之路也经历了一代代北航人的接力赛跑。一代代人瞄准一个目标，咬定一个方向，持之以恒，坚持不懈，传承精神，创新超越，数十年磨一剑，让我国在相关领域从“跟跑”国外技术，逐步实现“并跑”，并向“领跑”迈进。如果说创新是北航人的基因，那薪火相传则是北航不断取得辉煌成绩的关键路径。例如，在无人机领域形成了三代人的“长鹰魂”精神，在航空发动机领域形成了三代人的“中国心”精神，在惯性技术领域形成了三代人的“陀螺梦”精神，等等。

“长鹰魂”是北航三代人的无人机事业。 “北京五号”是北航师生以前苏联援助我国的“安-2”飞机为试验机改装的无人驾驶飞机，实现了自动起飞，遥控飞行和下滑着陆。1958年9月首飞成功。第一代人，就是以“北京五号”总设计师文传源教授(1918-)为代表，自主创新，挑战未知，从无到有，为北航的无人机、甚至是中国的无人机事业奠定了坚实基础。2018年5月，身体健康的文传源教授迎来了百岁生日，“北京五号”也已经首飞成功60周年。在“北京五号”试飞成功六十周年庆祝大会上，文传源教授声如洪钟的讲到：“在座不少同志都参加了‘北京五号’的研制工作，我们克服了很大困难才成功。中华民族有5000多年的历史，在今天，我们也应该在宇宙探索中取得更大成就！……我现在力气太小了，年纪太大了，大家都比我年轻，未来靠你们了。不过，我不服气，我也不服老！让我们携起手来，继续奋斗！”充分体现了北航人赤诚热烈、甘于奉献的报国情怀，勇于创新、敢为人先的创新精神，自强不息、艰苦奋斗的顽强意志和团结协作、科教融合的工作作风。

第二代人，以高空高速无人侦察机“无侦-5”总设计师杨为民教授为代表。“无侦-5” 是北航于1969年开始研制的高空无人驾驶侦察机，1972年11月28日首次从图-4型母机上投放试飞成功。服役后，该型无人机(团队)荣立集体二等功，被永久的镌刻在了中华世纪坛的青铜甬道上，见证了北航在该领域的辉煌成绩。在“无侦-5” 试飞期间，杨为民教授脸部因公受伤缝了40多针，但40多天坚守在现场，导致伤口化脓感染，留下了永久的疤痕。80年代中期，杨为民教授转入可靠性工程研究，是我国可靠性工程专业的奠基人和开拓者。在北航建立了中国第一个可靠性专业，并将个人奖金、评审费、讲课费近20万元，全部上缴了系里，作为青年教师奖励基金。他一生不逐名与利，惟愿国家富又强，是北航人的精神坐标。

第三代人，以无人机总设计师向锦武教授为代表。向锦武同志现任北京航空航天大学长江学者特聘教授、无人系统研究院总设计师，他作为型号总设计师，带领团队研制了我国第一型中高空远程长航时无人侦察机系统，并发展了系列化多型长航时无人侦察机系统，为我国成为继美国、以色列之后第三个拥有长航时无人机的国家和我国无人机系统的跨越式发展做出了突出贡献。2015年9月3日，在纪念抗日战争胜利70周年阅兵式上，长航远程无人机经过天安门广场，接受党和国家、全国人民的检阅(图6)。向锦武教授也以第一完成人在2009年获国家科技进步一等奖。2017年，该无人机的高原改进型在捍卫国家领土的任务中再立新功，向锦武教授也再次获国家科技进步一等奖。

夏：这些优秀事迹充分反映了北航精神，很有教育意义，请房校长再介绍一些实例。

房：好的，再介绍一下三代北航人的“陀螺梦”，这是北航人在惯性技术领域传承敢为人先、坚持不懈的精神。北航第一代陀螺人，以林士谔先生为代表。林先生1939年博士毕业于美国麻省理工学院航空系，导师是“惯性导航之父”、世界著名科学家德雷珀博士。毕业后，他拒绝了导师的挽留，放弃了待遇丰厚、生活无忧的美国，回到了战火纷飞，动荡不安的祖国，立志航空报国。 在“两弹一星”工程的重大急需下，受钱学森先生委托，林先生在北航创建了航空陀螺及惯性导航研究室(当时的第五研究室)，带领团队先后研制出我国第一个液浮陀螺、第一个动压气浮陀螺和第一个挠性陀螺，实现我国机械式陀螺的从无到有，被称为“中国机械陀螺之父”。

图6 “长鹰”系列某型号无人机在抗战胜利70周年阅兵仪式上经过天安门

北航第二代陀螺人，以张惟叙教授为代表。上世纪80年代初，为了紧跟国际惯性技术领域的发展前沿，张惟叙教授作为学术带头人在国内率先开展了光纤陀螺仪的研制。那个时候，大家都没见过光纤，就连张惟叙教授本人也没见过，但凭借着一股敢为人先的勇气，在简陋的实验条件下，硬是咬牙启动了项目。经过30余年的不懈奋斗，不断攻克光纤陀螺领域中的层层难关，团队终于取得了辉煌的成就，2009年获国家技术发明二等奖，推动了我国惯性制导技术由机械陀螺向光学陀螺的跨越，为国防事业和科学研究的发展做出了重大贡献。

北航第三代陀螺人，以张广军院士、房建成院士(本文被访者)为代表。进入新世纪，我们团队继续瞄准国防和国民经济建设的重大需求，开拓创新，在国内率先开展了小型CMOS天体敏感器、磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺等方向的研究，打破国外的技术垄断，解决我国卫星用新型磁悬浮飞轮的“卡脖子”问题。经过近20年的艰苦奋斗，取得了多个国内第一：研制成功了国内第一台超高速磁悬浮姿控储能两用飞轮，国内第一台高精度长寿命磁悬浮反作用飞轮，第一台单框架磁悬浮控制力矩陀螺，第一台双框架磁悬浮控制力矩陀螺……先后主持获得13项国家级科技成果奖。其中，我本人主持研制的磁悬浮飞轮及控制力矩陀螺和张广军院士主持研制的小型CMOS星敏感器还分别获得国家技术发明一等奖，支撑我国高分辨率卫星技术的跨越式发展。这其中还有很多北航的博士生是13项国家奖的署名完成人，也是正在培养的第四代陀螺人。