
從一個愛畫飛機的少年,成長為我國航空航天領域的科研領軍人才,西北工業大學(簡稱“西工大”)教授、博士生導師朱繼宏的人生歷程,是心懷星辰大海的年輕人夢想成真的勵志故事,也是一代代西工大人“為國鑄劍,隱姓埋名”,為“三航”事業接續奮斗的縮影。
在西工大,有一個“空天結構技術”科研創新團隊。在中國科學院院士張衛紅指導下,團隊圍繞飛行器結構輕量化設計與制造等方向開展研究,朱繼宏是這個創新團隊的核心骨干。
“輕量化”可以說是飛行器永恒的追求。輕量化的好處很多,比如可以提升飛行器的有效載荷,降低能耗,減少成本等。因此就要從結構、材料、功能系統等方面下功夫,把多余的東西摳掉,只在最關鍵的地方放材料,“好鋼用在刀刃上”。
這個過程說起來容易,實現起來卻是困難重重。就像錢學森院士曾說過的:“航天器一個零件減少一克重量都是貢獻。”圍繞飛行器的輕量化,朱繼宏和團隊開始了多年的艱苦攻關。
給飛行器“瘦身”,創新設計是關鍵。朱繼宏向記者介紹,給飛行器減重,就像人減肥一樣,如果只減脂肪或者只減骨骼,體重減下來之后人是不健康的。飛行器也是如此,要站在系統高度對它進行整體式設計,不僅讓“骨骼”更輕,而且要讓空間布局最合理,讓各個功能器件的位置分布達到最佳,這樣才能讓飛行器在重量減下來的同時性能更好。基于這樣的思路,團隊開拓出“組件結構整體式拓撲優化”的學科發展新方向。近年來,他們解決了多個航空航天型號研制中的設計和制造難題。
比如新一代運載火箭及其液氧煤油發動機,運載能力和推力提高了,但是重量卻不能增加過多,于是火箭與發動機結構重量的優化成為設計的核心。朱繼宏團隊在張衛紅帶領下開始了為火箭“瘦身”的研究。“我們發現火箭和發動機對接位置的力傳導出現了‘轉彎’,一部分材料是浪費的。”他們運用3D打印技術,制作出不同結構的火箭尾部模型,經過反復多次試驗,觀察在加載推力和壓力的情況下,不同結構模型的表現,通過優化設計,最后成功把火箭尾部減掉了2.5噸。這個數字遠遠超出之前的預期,也讓業界震撼。
2015年,張衛紅領銜的《機械結構系統的整體式構型設計理論與方法研究》項目,獲得國家自然科學獎二等獎,朱繼宏是第二完成人。不久前舉辦的珠海航展吸引了全世界的目光,航展上很多熱門型號的背后,也凝聚著朱繼宏和團隊付出的努力。
對于朱繼宏來說,科研工作總伴隨著困難、壓力和挑戰,也不乏充滿幸福和喜悅的時刻。
有一次團隊接到一項任務——為一款導彈“小翅膀”減重。團隊攻關多日,遲遲沒有進展。重量減不下去,導彈就沒法定型,時間一天天過去,大家都很著急。一天又工作到很晚,朱繼宏決定帶大家去吃個夜宵放松一下。飯桌上,服務員端上來一盤剁椒魚頭。掀開魚鰓,他們無意中發現,魚鰓蓋下面的骨頭上有許多Y字形像樹根一樣的紋路,竟然跟他們正在研究的飛行器結構內部異常相似。
這個發現讓大家激動起來,顧不上好好吃飯,開始研究起魚骨頭的結構。“在大自然中經過億萬年演變進化,它的結構一定是非常合理的,這好像是冥冥之中給我們一個提示。”朱繼宏回憶。
回到實驗室,大家調整設計思路,把從魚骨上發現的Y字形結構加入設計里,果然成功地為小翅膀減輕了重量。
像這樣頗具傳奇色彩的故事,記錄著朱繼宏團隊為國家航空航天事業貢獻青春和智慧的歲月。
一年夏天,朱繼宏帶著一個學生到外地一家研究所參加一線設計工作。在一間倉庫布置的臨時辦公室里一扎就是一個多月。時間緊,任務重,他們忍受著高溫悶熱,每天做出一版方案和報告,第二天根據反饋意見繼續改,期間常常“連軸轉”。朱繼宏有些不忍心,讓學生請假回去兩天。學生說,“朱老師,能參與這么重要的型號工作,我感到很光榮,再苦也要堅持下去”。不久后,他們攻克關鍵節點,工作順利推進,最終出色地完成了設計任務。
那一年的寒假,臨近春節的幾天,朱繼宏和學生也是在這家研究所度過的。在春節團拜活動上,研究所的總師對他們說,你們年輕人能夠接觸這么重要的型號工作,是很難得的。等你們老了,給孫子孫女講故事的時候,可以驕傲地告訴他們,國家最重要的飛機型號上刻著你們的名字。
“聽到這番話,當時我們的內心都很澎湃。”朱繼宏說,連日奮戰的勞累都化作油然而生的動力,現在他也經常用這番話來勉勵自己的學生。
飛行器輕量化是一個強學科交叉的領域,空天結構技術團隊成員來自數學、力學、材料、機械、控制等多個學科背景。能夠指導這樣一個復合型團隊,朱繼宏說,得益于母校西北工業大學對自己的培養。
西北工業大學坐落于古都西安。作為我國唯一一所同時在航空、航天、航海工程教育和科研領域獨樹一幟的全國重點大學,承載著深厚的歷史底蘊與卓越的科研實力。
朱繼宏告訴記者,西工大一直以來面向國家“三航”事業的重大需求開展科學研究和人才培養工作,并且在人才培養中形成了具有鮮明特色的“總師育人文化”,旨在為國家培養“專業精、系統強,能實踐,敢擔當”的“總師型”人才。
“比如一位飛機總師,他主要的工作就是從系統的高度協調各方面的工作,統籌能力要非常強。學校從一開始就培養我們要從系統的角度去看待問題。”朱繼宏說,團隊成立到現在25年,為國家培養出了多位型號總師、副總師和一大批領軍人才。現在,團隊中包括朱繼宏本人在內的三位教師,也在擔任一些重要型號的副總師。“低調務實、兼收并蓄,厚積薄發、為國鑄劍”,在這樣的育人文化影響下,團隊95%以上的學生畢業后都進入了國防系統工作。
朱繼宏是江蘇興化人,是夢想的牽引,讓他選擇來到西安學習、工作,至今已經二十多年。
談起“夢開始的地方”,他記得很清楚:是小學三年級的時候。那時在農村上學的他,能接觸到的科普內容還比較少。一天爺爺給他買了一套科普圖書,上面有很多飛機圖片,一下子讓朱繼宏入了迷,當時他就想,要是長大了能設計飛機,那該多好啊。
夢想的種子就這樣扎根,在心中悄悄發芽,茁壯成長。朱繼宏努力學習,從村里的小學考上了省里數一數二的中學。在繁忙的學習之余,他最大的消遣和愛好就是在紙上畫飛機。

朱繼宏還記得一個小插曲:上初中的時候,有一天晚自習,他寫完了作業,又開始在本子上畫飛機。這時老師走過來,朱繼宏原以為老師會批評自己,沒想到老師對他說:“畫得不錯”。接著又鼓勵他,“我覺得以你的資質,如果再努力一下,成績應該不止現在這樣”。
簡單的一句話,卻對朱繼宏觸動很大。“從那時起,我覺得自己該更加用功學習了。”他把時間規劃得很緊湊,只要有十分鐘空閑的時間,就充分利用起來學習、看書,或者弄懂一個問題。
“夢想是人生的發動機和助推器”,這句話用在朱繼宏身上再合適不過。憑借優異的成績,朱繼宏獲得被保送的機會。在多所大學之中,他毫不猶豫地選擇了西北工業大學,因為“這里有很多航空航天的專業”。
之后,朱繼宏在自己熱愛的領域持續耕耘。2004年在西北工業大學機電學院攻讀博士學位;2006年獲得聯合實驗室國際合作項目的資助,前往比利時列日大學航空航天技術實驗室攻讀博士學位,從事飛行器多組件系統的布局優化設計研究;2009年作為引進人才回到母校任教;2012年破格晉升為教授。
對朱繼宏來說,科研工作不僅僅是嚴謹的數字和公式,也有星辰大海的浪漫暢想。研究中用來設計的軟件,他也用來畫畫,畫他心目中的星辰大海。在他建構出的未來世界中,有形式各樣的太空戰艦、戰斗機群、AI智能設備……而這些充滿科技感和藝術感的戰艦、機型中,凝聚著從《詩經》、《山海經》或唐詩中得到的靈感。
“這是我的愛好,也作為我排解壓力的一個途徑”,不久前,朱繼宏設計的這些圖稿集結成畫冊《Envision & Design》出版,他把這本科學和藝術結合的成果作為禮物,送給自己的孩子和他的小伙伴們,希望就像當年爺爺送給自己的畫冊一樣,點燃孩子們夢想的火種。
習近平總書記強調,科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼,要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。這讓朱繼宏深有體會。
在科研和教學工作之外,朱繼宏常常走進中小學,甚至幼兒園,做科普宣講,在青少年心中播下愛科學、愛空天的種子。在幼兒園,他給孩子們講飛機是怎么飛上天的;在中小學講“星辰大海的N個瞬間”,要飛向深遠的太空要做哪些事情,我們今天要做哪些努力……
朱繼宏曾經到江西一所中學去做科普講座,題目是《我是如何設計飛機的》。對朱繼宏來說,那只是很多次講座中普通的一場,并沒有在記憶中留下特別深刻的印記。沒想到過了幾年之后,他收到一封郵件,來自江西那所中學的一位學生。在信中,那名學生告訴朱繼宏,正是那場講座讓自己堅定了航空報國的理想。高考時,他沒有如愿考上航空航天專業,在本科期間繼續努力,準備考研,現在終于考上了航空航天方向讀碩士研究生。在信的結尾,他寫道:“現在,我可以很驕傲地對您說,是您把我帶到這條科研道路上。”
這讓朱繼宏感到既意外又欣慰,當時會場有兩三百人,他并不知道寫信的學生坐在哪個位置、長什么樣,但沒想到自己的一堂課,影響了他的人生選擇,這也讓他感受到了面向青少年開展科普工作的意義,也更加認真對待每一次科普講座。
作為高校科研團隊,除了型號工程的研制任務,還承擔著科研和人才培養的重要工作,因此團隊多年來養成一個習慣,就是要透過復雜的工程看本質。“這是我在做學生的時候,張衛紅老師就經常跟我強調的。”朱繼宏說。
“基礎研究工作‘從0到1’很重要,而我們學校也提出了要‘從1到0’。所謂‘從1到0’,就是要從國家重大戰略需求的復雜工程里,找到其背后最基礎最根本的科學問題,而這個問題往往是數學問題。”朱繼宏坦言,即使是現在,自己在搞科研的過程中還常常有“數學焦慮”,總覺得數學知識不夠用,一有時間就彌補數學知識。“甚至做夢都夢見在考數學,拿到了試卷卻發現這些題都沒見過,一道都不會做,在夢里還努力想把這些題都看清楚、記下來。”朱繼宏笑著說。
談起對于基礎研究的重視,朱繼宏說,張衛紅教授對自己的影響很大,“他一直教導我們,做科研不能急功近利,不要走短線”。朱繼宏回憶,團隊成立初期的時候,接一些項目還是比較容易的,但張衛紅堅持先要把自己的學術做深做透,再去想接項目的事情。他說,短期來看做一些項目可能能掙點經費,但是過幾年以后回頭看就會發現是在給別人打工,沒有做本質的事情,沒有形成自己的看家本事。
“這一點上,我們團隊的理念非常契合,大家的觀點非常一致”。朱繼宏說,“我們團隊能夠取得一些成績,跟團隊之間的團結、合作及良好氛圍是分不開的。”
不忘初心,一路耕耘,如今朱繼宏已經成長為國家級科技創新人才。他先后獲得2007年法國CADLM年輕優化設計人才獎、2007年ISSMO/Springer優化設計提名獎、2008年度國家優秀留學生獎以及2014年度陜西省科技新星、2014年度中日韓機械結構系統優化青年科學家稱號,并獲得第十六屆中國青年科技獎等多項獎勵,帶領團隊獲得第27屆中國青年五四獎章集體榮譽。
作為優秀的青年科技工作者,朱繼宏還當選陜西省青年科技工作者協會理事。他表示,加入這個組織,自己收獲很大,“陜西省青科協匯聚了全省優秀的青年科技人才,并且通過組織活動、搭建平臺,促成了很多科研項目的合作、學術的交流、人才的輸送等”。
一直以來,朱繼宏科研和管理工作“雙肩挑”,目前除了帶科研創新團隊之外,他還擔任西北工業大學研究生院常務副院長。對于研究生培養工作,朱繼宏談起自己的思考:“教育、科技、人才一體化發展,是黨的二十大報告提出的戰略要求,也是黨的二十屆三中全會強調的重大部署。高校研究生教育可以說是教育、科技、人才‘三位一體’推進最重要的結合點之一,我們要以此為抓手,進一步推動學校高層次人才培養改革。”他補充道,西北工業大學有特殊的使命和責任,就是圍繞國家重大戰略需求培養“總師型”人才,要進一步提煉“總師育人文化”的特質和內涵,將其融入研究生培養工作中。
2020年,朱繼宏鄭重地接過兩彈元勛鄧稼先的夫人許鹿希先生設立的“鄧稼先青年科技獎”獎牌。這是讓他感到無比榮耀的獎勵,因為一直以來,他都在以鄧稼先的精神勉勵自己。“鄧稼先為中國核武器事業嘔心瀝血了一輩子,但是大多數人在他快去世的時候才第一次聽說他的名字。我們要傳承老一輩科學家的精神,踐行西工大‘為國鑄劍,隱姓埋名’的精神,為自己從事的事業全力以赴,努力為國家培養更多有用的人才。”朱繼宏動情地說。
責任編輯 華南