航天院士陈士橹 [中国教育报]毕生星天情——追记中国工程院院士陈士橹的航天人生

他是中国航空学会第一、二、三届理事,中国宇航学会第一、二届理事,中国宇航无人飞行器学会名誉理事,陕西省宇航学会名誉理事长,国家学位委员会第一、二届学科评议组成员,航空宇航组第二届召集人,美国宇航学会(AIAA)副资深委员,1994年当选为俄罗斯宇航科学院外籍院士,1997年当选为中国工程院院士。

1945年,陈士橹以全班之冠的成绩毕业于西南联大航空工程学系,先后在西南联大、清华大学任助教。1948年8月,陈士橹调入上海国立交通大学航空工程系任助教、讲师。1952年,他调入新组建的华东航空学院飞机系空气动力学教研室任教。

1956年,他被派往苏联莫斯科航空学院进修,师从航空界著名的“大人物”奥斯托斯拉夫斯基教授,仅用两年时间获得了一般学生需要3~4年才能获得的技术科学副博士学位,成为在该校首位获得副博士学位的中国留学生,也是1956年国家教育部门选派的100名进修教师中,仅用两年时间拿学位的首人。

他创建的简捷计算机动飞行的气动性能新方法,为苏联学者所重视,被专家称为“陈氏机动飞行算法”,并在设计单位得到应用。

创建宇航工程系 开启航天科技教育新征程

1959年,陈士橹从莫斯科航空学院进修回国后的第二个年头,一项新的使命悄然等待着他去完成——创建西北工业大学(以下简称:西工大)宇航工程系——我国宇航工程科技教育的首批院系。

筹建宇航工程系是一个极具挑战性的工作,国内高校中没有多少现成的经验可以借鉴,陈士橹也缺乏管理工作经验,一切都得从零开始。为不负重托、做好筹建工作,陈士橹和刘盛武等6位参与筹建宇航工程系工作的教师专程赴北京航空学院(即现北京航空航天大学,以下简称:北航)学习取经(北航于1958年在苏联专家指导下建立了导弹火箭系)。

在筹建宇航工程系的日子里,陈士橹夙兴夜寐、殚精竭虑,除了吃饭、睡觉,其他时间基本上都在办公室忙碌。在西工大寿松涛校长的直接关怀、支持下,经过大家的共同努力,1959年底,一个新的专业系在西工大正式成立了。

在筹建宇航工程系过程中,参与工作的人员分工协作,专业负责人主要有三个——许玉赞、谢安祜和陈士橹,分别是从飞机系和发动机系抽调的。许玉赞和谢安祜两位教师都是教授,学识渊博,资历颇深,陈士橹尊称他们为老师;陈士橹是三个人中最年轻的,年龄不到40岁,只有副教授职称。

许玉赞、谢安祜和陈士橹这三位专业负责人后来被寿校长形象地誉为宇航工程系的“三个老母鸡”,在筹建和发展宇航工程系的过程中发挥了中流砥柱作用,一个“老母鸡”带一个专业、一个学科。许玉赞教授是导弹总体和结构专业的“老母鸡”,谢安祜教授是航空发动机、火箭发动机专业的“老母鸡”,陈士橹是飞行力学专业的“老母鸡”。

为保证宇航工程系的顺利筹建,在学校统一协调和大力支持下,一批年轻教师从其他系抽调到宇航工程系作为预备教师,并被选送到北航学习专业理论。当时,教职工总数多达200余人,学生也临时从飞机系、发动机系和材料系等三四年级学生中抽调,其中从飞机系空气动力学专业61届学生中抽调了10人作为飞行力学专业第一班学生。

新建的宇航工程系起初只设有火箭构造及设计、火箭发动机构造及设计2个专业。1960年,新增导弹控制、飞行力学与飞行操纵2个专业,全系共4个专业。

新建成的西工大宇航工程系和北航的火箭导弹系同为当时国内规模较大、实力较强的宇航工程科技教育基地。

建系之初,工作百端待举。首当其冲的是教材短缺问题,当时很多专业课程没有教材,只能靠讲义或讲稿。一个正规的专业必须有正规的教材,陈士橹很清楚这一点。以前使用过的教材都是由苏联专家提供、翻译的,密级很高,没有教材名称,全部使用的是代号。面对这种现状,陈士橹率先带领飞行力学教研室教师自己动手编写教材,在陈士橹主持下,飞行力学教研室编写的首部代号为50108的教材,于1961年编写完成并应用于教学。

1962年前后,国防科技部门召开所属高校研讨会,专题研究讨论教材编写事宜,推动教材建设,规范教材编写要求。自那时候起,陈士橹根据专业教学需要,精心策划宇航工程系各专业的教材建设。1964年,陈士橹又亲自编写了教材《导弹动态误差》,这本教材成为后来飞行力学专业的范本。

我国导弹事业的起步与发展备受陈士橹的关注。1962年3月21日,当我国首枚自行设计生产的“东风二号”导弹在酒泉发射场发射升空时,起飞后不久就出现了较大幅度的姿态失稳,随即发动机起火、关机,69秒后导弹在发射架附近300米处坠地爆炸,这枚导弹发射失败了。

可能出于尽快研究和解决问题、培养专业技术人才的考虑,国防科技部门领导聂荣臻元帅下令调运“东风二号”一枚给西工大。随着“东风二号”的调入,宇航工程系已经拥有了两枚用于教学和科研的实物——“东风一号”和“东风二号”。这是上级主管部门对西工大办学,特别是对宇航工程系的莫大支持。

在创建宇航工程系期间,日常的管理工作、教学工作以及专业实验室建设占据了陈士橹大部分时间和精力,但他始终没有放松关注科研工作,这缘于陈士橹对高校教师参加科学研究的独到见解。他主张:

大学老师除了教学工作,还是要做科研工作的,要跟企事业单位、实践单位多联系,在解决工程实际问题的过程中,增强对专业内涵的理解,提高专业水平。

20世纪60年代,我国的导弹设计、研制工作刚刚起步,在当时国际大背景下,国内外可借鉴的资料极为稀缺,工程技术人员力量也十分单薄。按照国防科技部门的要求,高校教授必须到研究所兼职,学校也提倡教师要与企事业单位进行合作,把理论研究与工程实践相结合。

陈士橹带头响应,主动与航天企事业单位建立联系,经常奔波于学校和航天单位之间,地处北京的中国航天一院、二院、三院和五院,地处西安的航天四院等研究院所,都留下了他的足迹。通过频繁的科研项目合作,陈士橹既为这些单位解决工程实际问题,又与这些单位建立了密切合作关系,为以后开展科学研究搭建了宽阔的平台。

多年的合作经历,使得陈士橹对高校教师从事科研工作有了新的认识,他认为:“做科研就要多跟外面联系,只在学校里搞科研是没多大意思的。”

成立于1956年10月的国防部门第五研究院,为了加强理论研究和技术力量,著名的火箭专家、第五研究院院长钱学森先生点名在全国高校挑选了数位知名教授到五院担任咨询专家,其中西工大两名教授榜上有名,一名是飞机系的黄玉珊教授,五院专门成立了结构研究所,为他安排了一间办公室;第二位专家就是飞行力学专业的陈士橹。

1964年至1966年间,陈士橹被委派到航天部门原三院701所担任兼职顾问。这期间,他被安排到飞行力学工程组,与宣平、蔡金狮等专家一起共事,帮助解决型号设计、研发、生产中的难题。

陈士橹在航天三院担任顾问期间,接触到了一些航天工程应用领域的实际问题。他逐渐发现航天工程中涉及弹性方面的问题较多,比如飞行器液体燃料的晃动会影响其飞行稳定,由于飞行器的结构强度都不是太高,质量也不能太大,因此就会出现弹性问题,飞行器弹翼、弹身的扭转也会对飞行造成影响。

航天三院701所很重视这个实际问题,虽然基本的理论问题都能够解决,但工程实际的问题还需要多加考虑和研究。陈士橹认为开展这方面的研究很有必要,他急不可待地查阅了大量的外文资料,发现许多国家都很重视这一领域的研究,他认识到科学研究必须与工程实际联系起来。从工程实际应用出发,他确定了把弹性飞行器动力学与控制作为主攻学科研究方向。

突遇撤并风波 倾力保住宇航专业

正当西工大宇航工程系建立仅几年,逐步发展走上正轨的时候,却遇到了意想不到的麻烦和冲击,面临着被“撤并”的严酷现实。

1963年,国家在航空工业管理部门的基础上成立了新的第三机械工业部门(简称:三机部),分管航空工业。由于管理体制的原因,三机部航空工业领域以外的职能被剥离,不再分管航天工业,这在一定意义上意味着三机部有理由不再支持所属高校办宇航专业,而航空高校培养的宇航类专业人才也难以安排到三机部管辖的航空企事业单位。

大约1964年前后,三机部内部有的负责人主张:高校的专业不要分得太细,火箭、导弹跟航空不分家。国内许多专家也迎合这种观点,究其实质就是要求其所属的航空院校撤掉宇航专业,将其归并到航空类专业中。

上级主管部门的意见令其所属的航空院校不知所措、无所适从,压力倍增,这个新建的、与国防事业密切相关的宇航工程专业刚诞生就面临着被“撤并”的窘迫状况。这股突如其来的“撤并”风使得西工大及其同类航空高校都面临着一次学科专业上的重新“洗牌”。学校领导左右为难、举棋不定,既要考虑上级主管部门的意见,又要考虑学校办学的实际情况,领导之间意见也不统一,有的赞同“撤并”,有的主张坚持办下去……

那时,陈士橹正满腔热忱地倾心于宇航专业的建设与发展,他从事宇航专业教育教学、科研工作已经四五年了,也打下了坚实的发展基础,打开了良好的发展局面,初步取得了一些建设成效,宇航工程系的教育教学、科研工作也逐步走入顺畅发展的轨道,然而这股“撤并”风犹如突如其来的“空中急刹车”,让陈士橹以及那些亲手创建宇航工程系的先驱者们感到百般不解和迷茫!

亲手创建并领导着宇航工程系,又亲历过教学实践、人才培养和专业建设的陈士橹,觉得宇航工程系还是应该继续办下去。他坚定地认为:

显而易见的是,航空的飞行速度不高,航天则一下把飞行马赫数提高到了25、26、27、28,两者在学科上的差别很大,要研究的东西也很多,肯定是要继续做的。而且,从国防建设的高度看,中国这么大的国家,没有航天肯定是不行的。

诚如陈士橹所言,我国当时并没有单独设立宇航院校,从国家发展战略来审视,宇航事业正在起步阶段,亟需培养大量科技人才,在这种情况下,突然要取消宇航专业,陈士橹感到非常痛心,百思不得其解。

陈士橹是一个敢于讲实话、做实事的人,十分重视学科、专业设置和人才培养,敢于坚持自己正确的判断。在专业设置上,他认为:多数专业强调共性、通用性,或按学科设置是对的。但对于尖端的国防专业,在重视共性的同时,要多强调一些特性,单独设置专业也是应该的,不宜一刀切。宇航工程系的专业应该维持办好,不应取消、或与其他系归并。

在宇航专业存亡与否的紧要关头,身为系主任的陈士橹并没有“坐以待毙”,而是四面出击,毫不掩饰地主张自己的观点,为保留宇航工程系奔走呼吁。

陈士橹一方面积极向学校领导并说服他们向上级主管部门领导反映意见,表明自己的态度,争取上级领导的支持;另一方面,他利用到北京出差的机会,不厌其烦地走访国防科技部门和国家教育部门的主管领导,做他们的工作,阐明自己的观点,陈述肺腑之言:“搞航天科学是要在航空科学基础上再上一个台阶,很不容易,随便撤掉实在可惜!”他遇到钱学森先生就跟钱先生说,遇到周政委(国防科技部门领导周一萍)就跟周政委反映。

1964年,国防科技部门在北京召开全国国防高校工作会议,陈士橹在会议上“放了一炮”,胸襟坦白地坚持航空航天专业要分开,呼吁保留宇航专业。他的一席话引起了与会领导和代表的关注,也有人为他捏了一把汗,责怪他太执着、太大胆了!

然而陈士橹不以为然,执着地坚持自己的观点。在各种不同意见的激烈交锋中,他敏锐地觉察到,时任国防科技部门领导、国防工业办公室领导并主持国防科技、装备和国防工业工作的张爱萍上将,“实际上还是支持他的观点的”,陈士橹清晰地记得:

张爱萍在总结会上说过,有些专业这个部不需要,其他部可能需要,各个部要有一点大局观。

这期间,有一次在四川召开的全国空气动力学会的研讨会上,他又见到了时任国防科技部门领导的钱学森先生,陈士橹不失时机地向钱学森先生反映他的想法。钱学森先生听后态度十分认真地表明了他的看法,陈士橹回忆说:

钱学森先生当时说过,很多人都说要把你们宇航工程系撤掉,但我是赞同你的。宇航工程还是国家急需的专业啊!

钱学森先生的一席话,让陈士橹感到十分宽慰,他的努力和坚持没有白费,他得到了钱学森老先生的支持。

20世纪60年代中后期到80年代初,宇航专业的撤并危机持续了十余年。

精诚所至,金石为开。在国防科技部门有关领导及钱学森先生的关心、支持下,由于陈士橹的执着和坚持,最终保住了西工大宇航工程系的航天专业,西工大宇航工程系成为全国航空院校中仅有的没有被“撤并”的宇航院系,并发展壮大为今天的航天学院,成为以航空、航天、航海为特色的西工大的重要一翼;西工大也成为国内高校中仅有的航天专业自开办以来没有中断过的学校,所培养的毕业生成为国家航天和国防事业的栋梁之才。

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,国家学位委员会组织学科评估,西工大飞行力学学科在全国27个相关学科的综合考评中,获得总分之冠。

不拘一格育英才 毕生精力献航天

1981年11月26日,我国首批博士和硕士学位授予单位及导师名单经国家批准,由国家学位委员会下达,西工大飞行力学专业被批准为博士学位授予单位的学科、专业点,陈士橹被批准为我国首批博士生导师。这一年,西工大首批共招收博士生7名,全校6位博士生导师中仅陈士橹一人招收了两名学生——袁建平、熊笑非。袁建平是从一般力学专业硕士毕业后考入飞行力学学科,熊笑非则是陈士橹亲手培养的飞行力学学科的硕士研究生。

在培养首批博士生期间,陈士橹倾注了大量精力,精心施教、诲人不倦。他根据袁建平和熊笑非两人不同的专业基础,为他们量身定做,制订了两个不同的培养方案。针对袁建平的专业基础,陈士橹在为他制订的培养计划中,特意安排了多半年的时间学习飞行力学专业课。

袁建平和熊笑非顺利完成学位课程学习之后,陈士橹着手指导他俩进行论文研究,选题方向都是弹性飞行器飞行力学。弹性飞行器飞行力学涉及到古典的飞行力学,以及控制、材料、结构,相对于对原来的飞行力学学科是个很大的扩充,特别是当时现代控制理论在飞行力学中刚应用不久,就已经融入到陈士橹为袁建平和熊笑非选定的研究方向之中,这个选题同样极具前瞻性和实用性,直到现在仍然是很多预研项目里的重要支持课题,国家还在以重点项目支持。

袁建平毕业后能成功申请到“国家自然科学基金”和“洪堡奖学金”,得益于当年做过这方面的研究工作。

陈士橹在培养博士生的过程中,非常看重学生的研究能力、研究方法及思维方式等,而对博士生学位课程的考试成绩并不十分在意。他只为袁建平和熊笑非提供一个宏观研究方向,细节上不作具体规定,但要求他俩每两周上交一份所做研究的书面材料。袁建平回忆:“研究工作有进展,哪怕是两页纸或一页纸,你拿给他看,他就会了解得很清楚,判断你做的到底有没有问题和意义,并且会指出你下一步的工作。”

为帮助袁建平和熊笑非开阔视野、拓宽思路,更好地开展论文研究,1984年到1985年间,陈士橹经常带领他俩参加全国飞行力学学术年会,尽可能多地为他们提供学术交流机会。

在陈士橹的悉心指导下,1985年初,袁建平和熊笑非完成了博士论文,顺利通过了博士论文答辩,成为陈士橹亲自培养的我国首批第一、二位飞行力学学科博士。

三十余年来,陈士橹已亲自培养博士、硕士50多名。他们当中的多数已成为我国航天和国防科技工业领域的栋梁。弟子们在各自工作岗位上所做出的突出贡献既是对导师辛勤培育的真情回报,也是对陈士橹学术水平的印证。

中国工程院院士、航天二院总设计师于本水认为:“陈老师在中国的飞行力学界独树一帜。弹性体和飞行力学都有人在研究,但是把两个结合起来,在国内他开始得是极早的,成果也极丰富,在中国开辟了一个很好的领域。”于院士还打趣地说:“陈老师就像老母鸡,抱了那么一窝,现在查找文献的时候,他和他的弟子的文章最多。”

作为老一辈航天科技教育工作者的代表,陈士橹为祖国航天事业的发展打下扎实的根基,结出了灿烂的科技之果,为引领我国航天事业的发展壮大所做出的不朽功绩,世人将永远铭刻心间!