◎文/秦凱風(本刊見習記者)


三秦楷模
從東方紅一號到長征、神舟、嫦娥、北斗……,中國航天人披荊斬棘、砥礪前行,這中間有很多西北工業大學航天專業畢業生的身影。他們中不乏高級將領、總設計師、各類首席,但遇到一位老人都要尊稱一句“老師”。
這位航天人心中永遠的老師就是中國工程院院士、“三秦楷模”陳士櫓——我國航天事業和航天教育的開拓者與奠基者之一,西北工業大學航天專業創始人。
2016年4月24日,首個“中國航天日”,96歲的陳士櫓溘然長逝。直到生命的最后時刻,他依然艱難地帶著助聽器收看航天日的電視節目。
生于上世紀二十年代,陳士櫓的青少年時代,舊中國積貧積弱,民不聊生。“國家科技和工業落戶,有國無防,受盡帝國主義列強的欺凌,這些經歷是我選擇航空航天作為終身事業的初衷。”
1956年,陳士櫓從蘇聯留學歸國。原先任教的華東航空學院已西遷西安,他被學校安排至飛機系空氣動力學教研室,學校創辦新的院系宇航工程系后,成為系主任。
當時的中國,還停留在“航空”時代,“航天”仍然是一個相對陌生的概念。作為要搞航天的宇航工程系首任系主任,他要第一個“吃螃蟹”。
陳士櫓清楚,從零開始的航天事業,教育必須跟上,自己肩負重任。做好教育首先要有正規的教材,但當時使用的教材都是由蘇聯專家提供、翻譯的,密級很高,教材名稱全部使用代號。
于是,他主動帶領教師搜集資料、伏案編寫、刻板印刷……往往晚上在書桌前坐下,再起身已是第二天。他編寫的《導彈動態誤差》,后來成為全國國防院校飛行力學專業的范本。
就這樣,克服重重困難,西北工業大學的宇航工程專業短短五年就走上正軌。然而,趕上院系調整,宇航工程系面臨撤并。
“搞航天學科要在航空上再上一步,很不容易,要是撤掉實在可惜。”平時溫文爾雅的陳士櫓為保留宇航工程系奔走呼吁,“從國防建設的高度看,中國沒有航天肯定不行!”
最終,他的呼聲得到當時主管部門——國防科委的重視,宇航工程系被保留下來。西北工業大學也因此成為國內航空高校中唯一沒有被撤并的宇航院系——從這里走出的7000多名航空航天領域的高級人才,成為20世紀90年代國家航天大發展時期的主力軍,西北工業大學也由此成為我國航天教育和科研事業的重要力量。
“我要在科研上做出一份成績來,不辜負黨和人民的期望!”這是陳士櫓1956年入黨時的誓言。這個承諾,他用了一生來踐行。
從20世紀60年代起,受錢學森委派,陳士櫓參與到我國剛起步的導彈研制中,成功把理論應用于航天工程實踐,掃除了飛行器液體晃動等一系列阻礙航天器發展的“攔路虎”。
1962年3月21日,我國第一枚自行設計生產的東風二號導彈在酒泉發射。導彈起飛不久就出現較大幅度的姿態失穩,69秒后墜地爆炸。
“由于設計時把導彈當成了不會變形的鐵塊,沒有考慮到導彈在飛行過程中由于受力會發生彈性變形,甚至折斷,導致了導彈發射失敗。”陳士櫓的弟子、西工大航天學院院長唐碩教授說。這后來成為陳士櫓的主要研究方向,尤其是戰略導彈、大型運載火箭、捆綁式運載火箭等細長體飛行器。
北京市高等學校師資培訓中心(以下簡稱北京市中心)成立于1992年,受北京市教委和首都師范大學雙重領導。中心下設行政辦公室、崗前培訓辦公室、管理干部培訓辦公室等7個業務科室,現承擔的培訓項目分為國內培訓、國外培訓、對外培訓三類。其中,國內培訓項目包含高校教師崗前培訓、教育技術(考試)培訓、教師發展基地研修、青年教師教學能力培訓、管理干部培訓等9項;國外培訓項目包含英語教學培訓、國外訪問學者項目、雙語教學及深化培訓等,中心國際教育交流辦公室負責國外培訓和對外項目。
70年代初,五六十年代在美國興起的現代控制理論的材料引起了他的關注,他敏銳地看到這門新興學科對于飛行力學蘊含的重大意義。經過深入研究,他在1977年的全國飛行力學規劃會上作了《最優過程理論在飛行力學中的應用》的專題報告,將現代控制理論的方法應用于飛行力學,以及利用最優過程理論、極大值原理及動態規劃方法研究最優彈道,成為國內的先行者。
計算機技術的興起,為各門學科提供了先進的仿真手段。早在70年代后期,陳士櫓就認識到,計算機速度與存貯量的提高將使得許多飛行試驗可由飛行力學的計算機仿真先行,并將成為航天器設計中重要的、經濟的、安全的手段。他奔波努力、爭取經費、購置計算機,建立起飛行力學仿真實驗室。
飛行力學是研究飛行器運動規律的學科,直接為飛行器的設計和使用服務。他從工程實際應用出發,在飛行力學領域開拓出一個重要的新的學科研究分支——彈性飛行器飛行動力學及控制,在彈性飛行器建模、穩定性分析、主動控制系統的設計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、航空設計中得到應用。
1992年,我國啟動載人航天工程,這是繼“兩彈一星”后又一個國家重大高新科技工程,是航天事業創立以來規模最大、系統最復雜、技術難度龐大、可靠性和安全性要求最高的工程。火箭故障檢測診斷技術和逃逸技術關系到宇航員的安全,是載人航天獨有的技術,也是世界級的難題,而運載火箭故障仿真是大型運載火箭系統的關鍵項目之一。陳士櫓的團隊被委托承擔項目技術攻關。
陳士櫓力主讓青年教師唱主角,成立以唐碩為技術負責人的研究團隊,他擔任項目總顧問。經過夜以繼日的研究摸索和大量的調研分析,團隊最終確定了180多種故障模式,結合系統為運載火箭加入實用元器件,通過半實物仿真,為飛船運行測算出可能出現的數萬條軌道和故障發生模型,并提出周密的解決方案。
最終,他們開發的故障仿真軟件應用于我國載人飛船研制,其故障檢測系統達到世界先進水平,我國成為繼蘇聯、美國之后第三個能獨立設計研制和發射載人航天器的國家。
作為航天教育事業的奠基人之一,陳士櫓畢生耕耘在教學科研一線,年逾花甲仍在給本科生上課,90多歲還在親自指導博士生。年過八旬時,他為自己定下規矩:每天至少寫500字的學術思考,這一習慣一直堅持到病重前。
在培養第一批博士生期間,陳士櫓傾注了大量精力。他非常看重學生的研究能力、研究方法及思維方式,只為他們提供一個宏觀研究方向,細節上不做具體規定,但要求學生每兩周上交一份所做研究的書面材料。他的第一名學生袁建平回憶說:“研究工作只要有進展,哪怕是一兩頁紙,你拿給老師看,他就會詳細了解清楚,判斷你研究的內容有沒有問題、意義在哪里,并會給你指出下一步工作方向。”
西工大航天學院王志剛教授是陳士櫓帶的第18位博士。回憶起恩師,他說,陳老師治學嚴謹,決不允許敷衍了事。上學時,他的英文論文將飛行力學翻譯成了飛行動力學,陳士櫓馬上將英文、俄文的資料都找出來,耐心講解二者的區別。
2013年,陳士櫓和王志剛一起帶博士,93歲高齡的他仍然一字一句讀論文,反復看很多遍,一步一步推導論文里的公式,對發現的問題逐個記錄。“老師戴上眼鏡,拿出幾張寫滿公式推導的紙,耐心講解這一錯誤。由于視線模糊,他的鼻尖幾乎貼到了稿紙上。”王志剛濕了眼眶。
曾志峰是陳士櫓的最后一位博士,陳士櫓去世前依然惦記著他的畢業論文。他清楚地記得,陳老師在病床上緊緊握著他的手真誠地向他道歉:“對不起,我不能親自指導你的論文了。”
從1981年被批準為我國首批博士生導師,陳士櫓先生培養了我國第一、二位飛行力學博士。執教70年來,他先后培養了50余位碩士和博士,學生中涌現出一批國家973、863專家,型號總設計師、總指揮和學科帶頭人,他們成為我國航天和國防科技工業領域的棟梁。