您的位置:首页» 新闻动态

“科学精神和科学思维是创新的灵魂”——记何梁何利基金“科学与技术进步奖”获得者陈懋章院士

发布时间:2015-01-08
《北航校友通讯》(总第十九期)报道:
 
“科学精神和科学思维是创新的灵魂”——记何梁何利基金“科学与技术进步奖”获得者陈懋章院士

邓 怡


  创新是一个国家能否兴盛发达的灵魂,我认为科学精神和科学思维则是创新的灵魂。创新不仅需要持之以恒的追求和探索,更需要批判的精神和科学的思维。
——陈懋章

 



  小楼外的北京四环路,永远车流不息,喧嚣热闹;小楼却从未被喧嚣打扰,永远保持一份难得的宁静、平和。这是位于北京航空航天大学东北角的一栋科研楼。楼里,科研人员正在研制让机械运转的发动机,在为国家的航空事业培养着更多高质量的人才,贡献着更多高质量的成果。他们的领头人,就是中国工程院院士、2000年度何梁何利基金“科学与技术进步奖”获得者、北京航空航天大学陈懋章教授。
  陈院士是我国著名的航空发动机专家,长期从事叶轮机研究,指导并参加了某压气机改型设计,提高了流量、压比和效率;提出的一种新型装置,保证了发动机在整个飞行包线内稳定可靠工作,排除了空中熄火故障,获1999年国家科技发明二等奖;主持完成的“低速大尺寸压气机台及动态测量技术”,是研制核心压气机的主要设备,技术含量高,对提高我国设计研制水平有重要作用,获1993年国家科技进步一等奖;叶轮机三维流理论与应用以及粘流理论研究取得多项成果,特别是在压气机大小叶片先进气动布局、边界层转捩过程中三维不稳定波发展的理论描述和旋转物体的边界层流动研究等方面,处于国内领先水平。
  陈院士敢于闯入科学研究“禁区”,负责过的7个大项目中有6个是一次成功。有人说他是奇人,有人说他是福将。当记者询问他成功的秘诀时,他说:“我没有什么秘诀,只是力求按我理解的科学精神努力而已。”在陈院士看来,科学精神要有伟大的科学梦想和对梦想永不停息的追求,要有对客观事物本质穷根究底、不断深化的探索精神;实事求是是科学精神的核心,而科学精神的本质是批判的,是理性的质疑,因而是创新的。

  伟大的科学梦想和对梦想永不停息的追求

  陈懋章1936年出生于四川成都。他从记事时起,就亲历了日本飞机的轰炸。“炸弹爆炸把死者的肢体抛挂到树枝上的场景,至今还清晰地印在我的脑海里。”陈懋章说,“我在旧中国生活过,经历过民族屈辱的历史。落后就要挨打,使我终生铭记。”
  高中毕业填报大学志愿时,他毫不犹豫地选择了北航,选择了航空发动机专业,立志改变我国航空事业落后的局面。
  “我们要把人生变成一个科学的梦,然后再把梦变成现实。”居里夫人的名言,恰恰是陈懋章人生历程的生动描述。
  陈懋章1957年从北京航空学院发动机设计专业毕业后留校任教。1979年,作为改革开放后第一批出国的访问学者他在英国伦敦大学帝国理工学院航空系从事湍流和转捩研究,1981年回国后,长期跟踪国际研究领域的动向,善于吸收国内外先进科学思想和技术。在多年从事叶轮机研究成果的基础上,他积累了大量经验,并研制了一套叶轮机气动设计软件包,经过不断完善提高,成为我国本行业最早能将全三维多级粘流程序应用于实际工程设计分析的相对成熟和完整的软件包之一。
  他的敏锐使他不断向难度更大、风险性更高的研究领域发展。他与航空发动机研究所合作研制的863空天飞行器用高负荷风扇,其实验性能达到美国20世纪90年代预研风扇的先进水平,而且是一次设计成功。一位在国际上享有盛誉的美国专家,起初不相信我们能研制这样的风扇,更不敢想像会一次成功。当看到试验结果后,确实令他大吃一惊。
  正是因为陈懋章几十年来锲而不舍为祖国的航空事业不断奋斗并颇有建树,才使得我国某些领域的空缺得以弥补、在某些方面的研究进入世界先进行列。1999年,众望所归的他当选中国工程院院士。这是一种荣誉,更是一种肯定。
  当选院士后,曾有好心人对陈懋章说,您得了大奖,又当了院士,已经功成名就,年纪也不小了,该轻松轻松,不要再承担项目了!但陈院士却说:“科研我的兴趣所在,也已成为生命的一部分。我不能想象,离开了科研第一线我会怎样生活。特别是面对我国航空发动机落后的局面,对于我这样已有一定条件的人,就更应义不容辞地去啃某些硬骨头。”果然,陈院士率领研究团队又踏上了新的征途,在大小叶片理论和应用方面取得了重大突破。2013年12月31日,年近80岁高龄的陈院士由于在航空发动机创新性技术研究、推动技术成果向工程应用转化方面取得卓越成就,中国航空工业集团公司授予他“航空报国金奖”,陈院士成为了我国航空发动机史上自主创新的又一面旗帜。



  对客观事物本质穷根究底、不断深化的探索

  上世纪90年代末,陈懋章和他的团队接到一项科研任务:研究新型航空发动机压气机新技术。航空发动机技术落后,是长期制约我国航空业发展的技术“瓶颈”,而压气机技术落后则是主要原因之一。
  常规压气机经过多年的发展已经很成熟,不可能在现有基础上进一步大幅度提高其性能,所以必须进行根本性的创新。当时,相关技术在国外被视为必须突破的关键技术。“对于这样的核心关键技术,国外对我们严加封锁,根本得不到任何有价值的资料”,陈懋章说。
  在重重困难下,如何靠自己的力量攻克技术难关,是摆在陈懋章及其团队面前的严峻挑战。“时间和经费不允许我们走传统的实验研究的老路”,陈懋章说。于是,他决定尝试走一条新路,即充分利用计算流体力学取得的最新成果,对相关技术进行数值模拟和数值实验,最后进行验证。经过艰苦努力,这项技术达到了一次设计试验成功,节省了资金,缩短了研制周期。
  该项技术部件试验表明,与某大国的原型相比,新型压气机性能的几个主要参数都有大幅度提高。将这种压气机装到发动机上完成整机试验,结果表明,发动机功率大幅度提高,耗油率却明显下降。
  某大国著名发动机公司得知这项成果的一些情况后,曾4次主动与陈懋章联系,希望合作,并提出优厚的条件。“考虑到这完全是我国自己研究的成果,且有相当的先进性,应首先用于国内,于是,我们婉言拒绝了对方”,陈懋章自豪地说。




  科学精神的本质是批判的,因而是创新的
  对科研人员而言,仅有创新精神是不够的,还要有潜心钻研、敢于质疑的精神。

  1979年4月,陈懋章作为我国首批公派出国的学者,赴英国帝国理工学院从事科学研究。1981年从英国回国后,他一直与国内发动机研究厂(所)进行密切的联系和合作。有一次,某单位研制的发动机试飞时发生了空中熄火、停车等故障,技术人员反复排查,一直找不到解决办法。刚过春节,陈懋章等就来到现场,和技术人员一道分析讨论。当他提出故障可能出在压气机扩稳装置上时,有些技术人员表示怀疑:“发动机上用的是苏联的扩稳装置,怎么可能有问题!”言下之意,不应当怀疑苏联的技术,因为苏联的这种装置一直被奉为经典。“但是,我经过认真分析后,确信自己的想法是对的,我还构思了一种新的工作原理和结构。”陈懋章身上那种敢于质疑的思维,这一次又发挥了作用。
  快下班时,陈懋章请人用自行车把他带到车间现场,实地考察。他围着实物认真查看,边观察边思考。“经过反复推敲和检查自己的想法后,我更进一步确信了自己的看法。这时,我已意识到这不仅可以解决问题,而且是国内外都还没有过的新东西,有它特有的灵巧。”陈懋章说。
  后来的试验完全证实了他的看法,解决了故障问题。目前,这种新型扩稳装置已成功用于国内几种型号的航空发动机上。配装该发动机的某型歼击机两次参加了珠海国际航展飞行表演,均获得成功。


  实事求是是科学精神的核心

  在北京航空航天大校园里有一座石雕,上面写着两个字——求是。这两个字也是陈院士始终如一的追求。从1983年至今,他坚持每年只带2~3名博士生。他有一个比喻:在工程学科,培养高层次人才应该是手工生产。因为只有手工生产才能够针对具体的课题、针对学生的具体情况,作出有针对性的指导,而批量生产不太容易做到这一点。
  很多人都知道陈院士在署名上有三条原则;没有参与的科研成果和论文他绝不署名,合作的论文不亲自审核校对不署名,学生的论文和实验不亲自验证也不会签名。
  很多人都想投奔在这位名师门下,可他的学生数量总是不多:每年最多招3人。学校曾经为此找过陈懋章,希望他多带几个研究生。陈懋章拒绝的理由很充分:我们的专业希望既做实验、又做理论计算,我的精力难以带更多的学生;如果我带学生,我就要对自己的学生负责。自从1983年国务院学位委员会批准当时仍为副教授的陈懋章为博士生导师起,他就坚持培养研究生应该是手工生产,而不是工业化的批量生产。他对学生的要求就一个字:实。多年来,陈懋章也用这个标准严格要求着自己。


  “一竿子插到底”做科研

  虽已功成名就,但陈院士始终与他的团队坚守着“一竿子插到底”的精神。不仅工作态度如此,科研内容也是从基础研究、应用研究、工程验证一直进行到型号应用。他关注学生们研究课题的细微之处,还时常亲自动手操纵几台计算机的运算,忙了这台忙那台。有人开玩笑说,陈院士就像纱厂里的挡车工。
  陈懋章说,实现“一竿子插到底”的必然要求是产学研用结合。因为从基础研究到型号研制,经历了内容和性质不同的几个环节,各环节具有优势的单位不同。例如基础研究环节的优势单位是学校和研究单位,而工程设计,型号研制的优势单位则是工厂。所以只有产学研用结合,才能充分发挥各单位的优势,使各环节都能做得最好,最终得到水平最可能高的产品。他以一份豁达总结自己:“我不是百米冲刺的匆匆过客,也不是急上急下的跳高者,而是持之以恒的长跑者。”
  陈院士的梦想是中国成为航空发动机的强国,能够自主研制出世界范围最好的发动机。有梦的人不怕路长。陈院士说,梦想就是前行的力量,78岁,可以再出发!