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陈士橹院士:毕生耕耘志在航天

  陈士橹教授献身祖国的航天事业,是从航空起步的。陈士橹1920年9月出生于浙江东阳,1945年毕业于清华大学航空工程系,之后,任教于清华大学、上海交通大学、华东航空学院和西北工业大学。

  立志于航天科教

  1956年,陈士橹被派往莫斯科航空学院进修,师从国际著名航空科学家奥斯托斯拉夫斯基教授。这位黑头发黑眼睛年轻学者的非凡才能,给苏联同行留下了深刻印象。他在飞行器的机动飞行研究方面取得显著成果,创造了简捷计算机动飞行的气动性能新方法,并仅用一年的时间完成了副博士论文。35年后,奥斯托斯拉夫斯基副手、俄罗斯宇航科学院院士斯塔拉日娃教授来西工大讲学,她怀着崇敬的心情说:“陈先生是一位十分出色的科技工作者,他当时被人称为‘陈氏机动飞行算法’的副博士论文,曾在苏联航空航天设计部门得到应用。”1958年,陈士橹仅用两年的时间获得了一般要3-4年才能拿到的技术科学副博士学位,成为在莫斯科航空学院获此学位的第一个中国人。他还利用优越的环境条件,对苏联及世界发达国家高度保密的导弹技术、航天器运载技术等作了大量的观察与积累。

  回国后,陈士橹教授着手组建西工大宇航工程系。1959年底,宇航工程系正式挂牌,并开设了导弹设计、火箭发动机、飞行器控制与导航、飞行力学4个专业,次年即招收在校高年级大学生入系学习,数十年从未间断。1988年12月,在此基础上发展成为航天工程学院,成为以航空、航天、航海为其特色的西北工业大学的重要一翼。

  30多年来,由于部门领导体制原因,宇航工程系几度面临被取消和合并之虞。一直担任系主任之职的陈士橹,出于对航天事业强烈的事业心和历史责任感,多次到国家有关部委做工作。陈士橹说:“搞航天学科要在航空上再上一步,很不容易,随便撤掉实在可惜!”在主管国防工业的高层领导和教育主管部门的关怀、支持下,宇航工程系不仅生存了下来,而且逐步发展壮大。截止目前,学院已为国家航空航天工业培养8000多名高级技术人才,完成了国家、部委及国防单位大量的科研任务。学院拥有一支实力雄厚、结构合理的师资队伍,建成了包括国防科技重点实验室在内的8个不同规模的实验室以及5个硕士点、3个博士点和2个跨学科的博士后科研流动站。

  陈士橹教授是国务院学位委员会学科评议组航空宇航组第一、二届成员,第二届召集人。在任职的10年间,他不仅密切注视航空、航天和部队各单位理论与工程水平的发展,还不时下去实地考察,充分挖掘各单位人力、物力和技术储备,提出搞好宇航工程教育的意见和建议。他多次参加或召集国务院相关专业学科评议会,为航空航天界博士点在全国的设立和布局,以及博士生导师的选拔培养作了不少决策性工作。

  陈士橹作为飞行力学专业的学术带头人,长期担任我国飞行力学专业委员会名誉主任委员,多次主持全国飞行力学与飞行试验学术年会。他还先后到美、德、俄、日等国高校和科研院所开展多方面的交流与合作,并与国外大学联合培养博士生。他长年与美国斯坦福大学、德国布伦瑞克工业大学、俄莫斯科航空学院、日本东京大学等院校保持联系,是美国宇航学会(AIAA)高级会员。陈士橹主持和指导的西工大飞行力学专业,一直处在国内领先地位,一些研究方向已经达到世界先进水平。1992年,国务院学位委员会组织学科评估,西工大飞行力学学科在27个相关学科的综合考评中,获得总分第一。

  最优控制和最佳轨迹

  在航天技术领域,飞行力学从某种角度讲是一门为导弹和航天器提供最优控制和最佳轨迹的学科。早在60年代,陈士橹就对飞行力学的许多问题作了深入的研究。那时,液体晃动及气动弹性是导弹和航天器的关键技术,也是阻碍我国航天器发展的“拦路虎”。陈士橹深入航天部701所等单位,把自己研究的非定常气动力、气动弹性与控制、液体晃动等理论成果成功地应用到工程型号中,并在有关学报上发表了学术论文。20多年后,701所有的科研人员对此还津津乐道,认为是“我国航天技术理论与实践结合的典范之一”。

  在那“知识越多越反动”的混乱年代,陈教授没有停止对科学的追求,依然密切注视着国际上飞行力学学科发展的前沿。70年代初,他在图书馆查阅资料时接触到50-60年代在美国兴起的现代控制理论,敏锐地看到了这门新兴学科对于飞行力学蕴含着重大意义,由此较早地提出了把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研究最优弹道的思想,并在有关刊物上发表了“最优过程理论在飞行力学中的应用”论文。

  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,陈教授就认为: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。由此提出并在西工大建立了飞行力学仿真实验室。

  近一二十年来,陈教授带领青年教师和研究生,先后把主动控制技术、鲁棒控制理论、容错控制理论应用于飞行力学,着重在弹性飞行器力学与控制研究领域做了大量开创性工作,成果达到世界先进水平。“弹性飞行器飞行动力学”科研项目荣获1991年国家教委科技进步一等奖。陈士橹教授培养的第三位博士唐硕教授,还成功地将有关理论应用于我国某海防型号导弹的设计,并获航天工业总公司科技进步奖。

  最优轨迹与仿真几乎涉及到各种武器系统型号。陈士橹和他培养的第九位博士、博士后南英及其他在读博士生,先后研究了地—空弹复合制导、拦截区、发射动力学;地—地弹道控制、精度分析、弹道/总体设计;巡航弹的最优轨迹规划与制导;空—空弹的复合制导、可攻击区;航天器再入轨迹与制导;导航与控制、气动力辅助变轨等。以上研究成果分别在航天、航空等使用单位发挥了重要作用,为国防事业做出了重要贡献。

  耕耘五十载硕果满枝头

  在向科学技术问鼎的同时,陈士橹教授50年来为培养出更多的航天科技人才而不懈地耕耘着。他是我国较早的研究生导师,也是我国第一批博士生导师。我国自己培养的第一名飞行力学博士和博士后,就出自陈先生门下。

  陈士橹十分重视对学生的基础教育,直到先生60多岁,还亲自给本科生、研究生讲课。学生们说:陈先生最注重数学和外语能力的培养,数学不好无法深入,外语较差不能交流。陈先生在教学中对基本概念十分认真,善于透过现象看本质,抓住问题要害,使人豁然开朗。

  在专业学习上,陈士橹主张“深”与“宽”的有机结合,对专业钻研要深要透,在此基础上还要做到宽泛一些,思路开阔一些。1993年初,他又提出采用学科群招收博士后,并进行了实践。

  陈士橹教授要求学生们在做学问或论文选题时,既要体现本学科发展的最新水平,开拓交叉学科的前沿阵地,又要紧密结合国家工程实际,勇于承担重大科研课题。当学生遇到困难或停滞不前时,他总是和大家一起讨论,鼓励学生提出自己的见解,尊重学生的意见,注意培养良好的学术气氛。在他的引导下,一个个扑朔迷离、错综复杂的难题迎刃而解。

  几十年来,陈教授培养了一大批航天航空科技人才,仅毕业的高层次的硕士生就达20多名,博士生24名,博士后5名,许多毕业生已成为我国航天和国防工业的栋梁。
 
  陈先生培养的第一位博士袁建平教授,在攻读博士期间研究弹性飞行器动力学与控制,取得了一些很有价值的成果;之后在德国作洪堡学者期间,陈先生又支持他进行GPS(全球卫星定位系统)与飞行力学及控制交叉领域的研究,取得了大量成果。袁教授回国后,在陈先生支持帮助下,成立了GPS研究中心,并承接了国家重大科研项目、合同课题等,其研究水平居国内领先地位,研究成果已为我国航天和国防系统的工程单位所采用。袁教授现为国家863计划航天航空技术领域专题专家组组长。陈教授培养的第八位博士,博士后祝小平教授现为西北工业大学无人机研究所所长,近年在无人机研究方面特有创新,2008年获国家科技进步一等奖,并受到国务院及中央军委联合表彰。

  老骥伏枥,志在千里。陈士橹教授以他为航天事业作出的显著成绩赢得了荣誉和褒奖:他被授予航空航天工业部“有突出贡献的专家”、“优秀研究生导师”,并被选入美国《世界科技名人录》、《世界名人录》,英国剑桥大学的《世界名人录》以及《二十世纪中国名人辞典》。

  嫦娥奔月,乘龙飞天,“航天强国”使无数炎黄子孙梦萦魂牵。今天,新中国的航天巨龙终于腾飞于世,而千千万万个陈士橹,正是龙的脊梁!(南英 徐澄 严辉 杨新丽)

  来源: 中国工程院网 2009-2-23

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2009-03-04]
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