中國教育報(bào)刊文追記西工大飛行力學(xué)專家陳士櫓院士
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中國教育報(bào)刊文追記西工大飛行力學(xué)專家陳士櫓院士 日期:2016-11-07 轉(zhuǎn)載 來源:中國教育報(bào)
《中國教育報(bào)》2016年11月5日(本報(bào)記者 馮麗)題:星斗其志 赤子其人——追記西北工業(yè)大學(xué)飛行力學(xué)專家陳士櫓院士
1982年,陳士櫓在指導(dǎo)第一批博士生 (資料圖片)
遭遇“撤并”危機(jī),頂著巨大壓力,陳士櫓據(jù)理力爭。西工大宇航工程系最終成為當(dāng)時(shí)全國航空院校中唯一沒有被“撤并”的宇航院系,這支力量成為20世紀(jì)90年代國家航天大發(fā)展時(shí)期的主力軍
“陳老師就像老母雞,抱了那么一窩,現(xiàn)在查找文獻(xiàn)的時(shí)候,數(shù)他和他的弟子文章最多。”——中國工程院院士于本水
“每個(gè)學(xué)子的心中都有一顆星,如果能讓自己出彩一點(diǎn),整個(gè)星空就會(huì)更加燦爛。”——陳士櫓
“父親,我們又向藍(lán)天邁進(jìn)了一步!”11月3日,在中國工程院院士、西北工業(yè)大學(xué)教授陳士櫓遺像前,女兒陳清怡含著熱淚向他報(bào)告我國首枚大型運(yùn)載火箭長征五號首飛。陳士櫓生前不懈追求航天夢60年,為我國航天科技教育事業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),參與并見證了我國航天事業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的發(fā)展歷程。
今年4月24日,我國首個(gè)航天日,這顆為航天強(qiáng)國不息求索的心臟停止了跳動(dòng),享年96歲。
科技創(chuàng)新,踐行航空報(bào)國
“要是我們也有飛機(jī)、有空軍,日本人就不敢這么狂妄!”抗戰(zhàn)時(shí)期,日軍狂轟濫炸,導(dǎo)至我國土滿目瘡痍,激起了青年陳士櫓航空報(bào)國的強(qiáng)烈愿望。
留學(xué)蘇聯(lián)期間,他用兩年時(shí)間成為莫斯科航空學(xué)院第一位獲得副博士學(xué)位的中國留學(xué)生,創(chuàng)造出一種當(dāng)時(shí)被稱作“陳氏機(jī)動(dòng)飛行算法”的簡捷算法,在蘇聯(lián)航空航天設(shè)計(jì)部門得到應(yīng)用。
從20世紀(jì)60年代起,受錢學(xué)森委派,陳士櫓參與到我國剛起步的導(dǎo)彈研制中,成功把理論應(yīng)用于航天工程實(shí)際,掃除了飛行器液體晃動(dòng)等一系列阻礙航天器發(fā)展的“攔路虎”。
1962年3月21日,我國第一枚自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的東風(fēng)二號導(dǎo)彈在酒泉發(fā)射。導(dǎo)彈升空起飛不久就出現(xiàn)較大幅度的姿態(tài)失穩(wěn),69秒后墜地爆炸。
“失敗的原因之一,是設(shè)計(jì)時(shí)把導(dǎo)彈當(dāng)成了不會(huì)變形的鐵塊,沒有考慮到導(dǎo)彈在飛行過程中,由于受力會(huì)發(fā)生彈性變形,甚至折斷。”陳士櫓的弟子、西工大航天學(xué)院院長唐碩教授說。這后來成為陳士櫓的主要研究方向,尤其是細(xì)長體飛行器,包括戰(zhàn)略導(dǎo)彈、大型運(yùn)載火箭、捆綁式運(yùn)載火箭等。
飛行力學(xué)是研究飛行器運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科,直接為飛行器的設(shè)計(jì)和使用服務(wù)。陳士櫓從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),在飛行力學(xué)領(lǐng)域開拓出一個(gè)重要的新的學(xué)科研究分支——彈性飛行器飛行動(dòng)力學(xué)及控制,在彈性飛行器建模、穩(wěn)定性分析、主動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面形成較完整的理論體系和新穎的分析方法,研究成果在航天、航空設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。
1988年11月,中國與美國簽署“澳星”發(fā)射服務(wù)合同,隨即全面啟動(dòng)研制用于發(fā)射“澳星”的長征E火箭。中國第一代捆綁式火箭醞釀“誕生”。
大膽的構(gòu)想讓人興奮,但實(shí)現(xiàn)從串級到捆綁式的跨越,面臨一大堆技術(shù)難題。首先要建立捆綁式火箭的動(dòng)力學(xué)模型及控制模型,這在我國前所未聞。如何攻克?專家們想到了陳士櫓。
此時(shí),距離合同規(guī)定的火箭首次發(fā)射時(shí)間不足18個(gè)月。
沒有任何資料可借鑒,幾乎無從下手。經(jīng)多方查找,陳士櫓終于在蘇聯(lián)一本非本專業(yè)書籍中找到了相關(guān)資料,以此為理論依據(jù),他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)刻苦攻關(guān),逐步建立起動(dòng)力學(xué)模型,通過不斷仿真驗(yàn)證,最終達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。“澳星”項(xiàng)目的成功為我國載人航天事業(yè)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。運(yùn)送神舟十一號載人飛船的長征二號F火箭就是“長二捆”發(fā)展完善而成。
1992年,我國啟動(dòng)繼“兩彈一星”后又一個(gè)國家重大高新科技工程——載人航天工程,這是我國航天事業(yè)創(chuàng)立以來規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度龐大、可靠性和安全性要求最高的工程。運(yùn)載火箭故障仿真是大型運(yùn)載火箭系統(tǒng)的關(guān)鍵項(xiàng)目之一。
起初,運(yùn)載火箭故障仿真采用實(shí)物試驗(yàn)技術(shù),由于運(yùn)載火箭故障十分復(fù)雜,每次試驗(yàn)耗資都在1000萬元以上,而且耗時(shí)較長。載人航天工程總設(shè)計(jì)師王永志決定走仿真的路子,委托陳士櫓的團(tuán)隊(duì)承擔(dān)項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)。
陳士櫓力主讓青年教師挑大梁,成立以唐碩為技術(shù)負(fù)責(zé)人、來自不同學(xué)科專業(yè)的12位教師和在職博士組成的研究團(tuán)隊(duì),他擔(dān)任項(xiàng)目總顧問。
經(jīng)過夜以繼日的研究摸索和大量的調(diào)研分析,團(tuán)隊(duì)最終確定了180多種故障模式,結(jié)合系統(tǒng)為運(yùn)載火箭加入實(shí)用元器件,通過“半實(shí)物仿真”,為飛船運(yùn)行測算出可能出現(xiàn)的數(shù)萬條軌道和故障發(fā)生模型,并提出周密的解決方案。
研究成果得到專家高度肯定,開發(fā)的故障仿真軟件應(yīng)用于我國載人飛船研制,“護(hù)送”神州系列飛船順利飛上浩渺的太空,其故障檢測系統(tǒng)達(dá)到世界先進(jìn)水平,為我國成為繼蘇聯(lián)、美國之后第三個(gè)能獨(dú)立設(shè)計(jì)研制和發(fā)射載人航天器的國家作出了貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)90年代,陳士櫓帶領(lǐng)他的博士生及博士后科研團(tuán)隊(duì),圍繞空間飛行器多個(gè)方向進(jìn)行攻關(guān),取得多項(xiàng)創(chuàng)新性研究成果,并促成理論成果向工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。他的部分研究成果在國際學(xué)術(shù)會(huì)議宣讀和國外主要學(xué)術(shù)刊物發(fā)表或應(yīng)用,獲得極高評價(jià)。
1994年,因在飛行力學(xué)領(lǐng)域的杰出成就,陳士櫓當(dāng)選俄羅斯宇航科學(xué)院外籍院士。
教書育人,培養(yǎng)科技英才
1958年,自蘇聯(lián)學(xué)成回國的陳士櫓服從組織安排,離開南京來到西工大。1959年,陳士櫓受命籌建西工大導(dǎo)彈系(后改為宇航工程系)。
一切從零開始,教材短缺是首要問題。當(dāng)時(shí),教材都是蘇聯(lián)專家提供或翻譯的,保密級別高,管理也嚴(yán)格。陳士櫓就帶領(lǐng)教師自己動(dòng)手編教材。他編寫的《導(dǎo)彈動(dòng)態(tài)誤差》,后來成為全國國防院校飛行力學(xué)專業(yè)的范本。
講授專業(yè)課程、帶研究生,還要指導(dǎo)青年教師、到教室檢查晚自修、為學(xué)生答疑解惑等,作為當(dāng)時(shí)學(xué)校為數(shù)不多的研究生導(dǎo)師,陳士櫓力挑重?fù)?dān),常常忙到深更半夜。
宇航工程系剛走上發(fā)展正軌,1964年前后,要求“撤并”的消息突然從天而降。“對于尖端的國防專業(yè),單獨(dú)設(shè)置也是應(yīng)該的。宇航工程系專業(yè)應(yīng)該辦好,不應(yīng)取消或與其他系歸并。”頂著巨大壓力,陳士櫓據(jù)理力爭。
“撤并”危機(jī)一波多折,從20世紀(jì)60年代中后期到80年代初,前后持續(xù)了10余年,陳士櫓也多方奔走呼吁了10余年。“文革”中他被劃成“走資派”,在外地工作的女兒也受到牽連,雖然高考成績?nèi)h第一,卻與大學(xué)無緣。母親在老家去世,他都沒能回去看上一眼。但他始終沒有放棄,為保住宇航工程系奔走努力,并贏得了錢學(xué)森等人的支持。
精誠所至,西工大宇航工程系最終成為當(dāng)時(shí)全國航空院校中唯一沒有被“撤并”的宇航院系,為我國航天教育和科研事業(yè)保存了一支重要力量,這支力量成為20世紀(jì)90年代國家航天大發(fā)展時(shí)期的主力軍。
中國工程院院士、著名防空導(dǎo)彈專家于本水說:“西工大的航天學(xué)院能有今天,陳老師功不可沒。”
我國第一位飛行力學(xué)博士袁建平是陳士櫓的第一批博士生。陳士櫓不僅“量身定制”培養(yǎng)方案,還為他選定彈性飛行器飛行力學(xué)課題的方向。
“這是當(dāng)時(shí)飛行力學(xué)領(lǐng)域最前沿的課題,直到現(xiàn)在國家還在以重點(diǎn)項(xiàng)目支持。”袁建平說,“導(dǎo)師在1982年就為我選定了這個(gè)課題,可見非常有前瞻性。”
弟子中流傳著許多陳士櫓嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的小故事。一次碩士論文答辯會(huì)上,一名研究生的論文中,曲線圖有的沒標(biāo)注坐標(biāo),圖表中有的物理變量沒標(biāo)注單位。陳士櫓發(fā)現(xiàn)后當(dāng)場指出,連在答辯現(xiàn)場的指導(dǎo)老師也一起批評,直言不諱地說:“做學(xué)術(shù)不能這么不嚴(yán)謹(jǐn)。”
“老師強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,善于引導(dǎo)學(xué)生探索未知領(lǐng)域。他只提供一個(gè)宏觀方向,細(xì)節(jié)不做具體規(guī)定,但要求學(xué)生每兩周上交一份所做研究的書面材料,了解學(xué)生研究進(jìn)展情況及存在的問題。”現(xiàn)在,陳士櫓的弟子南英、唐碩等都沿用這一模式帶研究生,“這符合博士生培養(yǎng)實(shí)際,非常有效。”
“陳老師在中國的飛行力學(xué)界獨(dú)樹一幟。彈性體和飛行力學(xué)都有人在研究,但是把兩個(gè)結(jié)合起來,在國內(nèi)他開始得最早,成果也最豐富,在中國開辟了一個(gè)很好的領(lǐng)域。”于本水院士說:“陳老師就像老母雞,抱了那么一窩,現(xiàn)在查找文獻(xiàn)的時(shí)候,數(shù)他和他的弟子文章最多。”
2013年,陳士櫓93歲了,視力越來越差,聽力也不好。因?yàn)椴幌胨量,他的弟子、航天學(xué)院教師王志剛就輔助博士生寧宇完成學(xué)位論文送審稿,兩人反復(fù)修改覺得沒問題了,才交給陳士櫓。
幾天后發(fā)生的一幕讓他們終生難忘:因?yàn)橐曃锬:髦坨R的陳士櫓不得不盡量湊近,鼻尖幾乎貼到手中的論文上。他的手指微微顫抖著,把需要修改的部分一一指出來,連標(biāo)點(diǎn)符號都不放過。
當(dāng)講到一個(gè)有誤的公式時(shí),他拿出幾張寫滿推導(dǎo)過程的稿紙,一步一步耐心講解。王志剛這才發(fā)現(xiàn),公式中有幾個(gè)符號寫錯(cuò)了?粗鵁粝掳装l(fā)蒼蒼、神態(tài)認(rèn)真的恩師,愧疚和敬仰在他們心頭交織。
陳士櫓常說:“每個(gè)學(xué)子的心中都有一顆星,如果能讓自己出彩一點(diǎn),整個(gè)星空就會(huì)更加燦爛。”他先后培養(yǎng)出50多名碩士、博士研究生,學(xué)生中涌現(xiàn)出一批國家973、863專家,型號總設(shè)計(jì)師、總指揮和學(xué)科帶頭人,他們成為我國航天和國防科技工業(yè)領(lǐng)域的棟梁。
西工大當(dāng)年的宇航工程系也已發(fā)展成為我國航天領(lǐng)域頗具影響的人才培養(yǎng)基地和科學(xué)研究基地,50多年來培養(yǎng)航天科技英才6000多名,形成多個(gè)在國內(nèi)有很強(qiáng)影響力的科研團(tuán)隊(duì)。
大愛無言,盡顯大師風(fēng)范
2016年初,西工大校園春意漸濃,陳士櫓的生命力卻在一天天消逝。臨終前,他委托女兒陳清怡將畢生積蓄100萬元捐給了學(xué)校,“算是我對航空航天事業(yè)和青年學(xué)子的最后一點(diǎn)貢獻(xiàn)吧”。
熟悉他的同事都知道,陳士櫓的家庭并不富裕。在西安生活50多年,陳士櫓先后搬過3次家,但許多從南京帶來的舊家具至今仍在使用,“服役期”最長的一個(gè)柜子超過60年。出席學(xué)術(shù)活動(dòng)或接待來訪學(xué)生,陳士櫓向來堅(jiān)持著正裝、系領(lǐng)帶,一身西服穿了30多年,早已褪色、磨損,但始終整潔、筆挺。
陳清怡記得,小時(shí)候母親拿出一沓厚厚的匯款收據(jù),有寄給爺爺奶奶的生活費(fèi)、親友的應(yīng)急費(fèi),還有給老家貧困鄉(xiāng)親的資助費(fèi)。粗略算算,僅從2005年到2016年就寄出100多筆。
對他人熱心、慷慨的陳士櫓,對自己卻節(jié)儉、嚴(yán)苛。
2000年的一個(gè)深夜,上海虹橋機(jī)場出站口?粗慌丝妥叱鰜恚ǖ览餄u漸空了,接站的王志剛和師兄有些著急。這時(shí),一位老人背著包,彎著腰,獨(dú)自一步一步緩慢走過來?粗鞘煜さ纳碛埃麄兊难劬駶櫫耍赫l能想到,這位衣著樸素的八旬老人,竟是受邀來上海參加評審的航天專家陳士櫓院士。
盡管國家規(guī)定,院士出差可以坐頭等艙、走貴賓通道,陳士櫓卻一次都沒享用過,不僅每次都坐經(jīng)濟(jì)艙,還要折扣最低的機(jī)票。
低折扣機(jī)票時(shí)間往往不是太早就是太晚,子女和弟子們常常反對,可陳士櫓總是說:“公家的錢能省一點(diǎn)也好。”本來可以公費(fèi)享受較好的醫(yī)療保障,他卻不肯輕易去醫(yī)院,還說“國家的錢也不能亂花。如果要治,就給我把眼睛、耳朵治一治,這樣我還能多做點(diǎn)事”。
即使當(dāng)選院士后,陳士櫓仍明確表示辦公室不要單間,強(qiáng)調(diào)“最好都弄成實(shí)驗(yàn)室”,始終與學(xué)科組負(fù)責(zé)人共用一間20平方米的辦公室。每次出國學(xué)習(xí)研修考察回國后,他都將結(jié)余費(fèi)用全部上交組織。
年過八旬時(shí),陳士櫓給自己定下了每天至少寫500字學(xué)術(shù)思考的規(guī)矩,并一直堅(jiān)持到去世前幾個(gè)月手無法執(zhí)筆。每學(xué)期開學(xué)初,他都要親自到辦公室簽到,從不讓人代簽,,直到年逾九旬臥病在床。
2016年4月24日,我國第一個(gè)航天日,航天強(qiáng)國的夢想振奮國人。晚上,久病在床的陳士櫓特意穿上正裝,戴上他從不喜歡的助聽器,坐在電視機(jī)前,認(rèn)真觀看了當(dāng)天相關(guān)活動(dòng)的新聞報(bào)道,還和兒女們興奮地討論了幾句。
當(dāng)晚,懷著對祖國航天事業(yè)的忠誠與熱愛,陳士櫓溘然長逝。
斯人已逝,風(fēng)范長存。啟真湖畔,師生們自發(fā)點(diǎn)燃的“請先生放心”等字樣的燭光映亮了校園。
(信息采集:盧延輝 審核:刁巧燕)
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