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永不疲倦的结构疲劳专家——记共产党员、航空科学与工程学院高镇同院士
发布时间:2011-03-17
??? 题记:为祖国每完成一项任务,无论大小都是一份业绩,很有价值,可以伴随历史一直到永远。为人民大众做好一件事,可使精神境界得到一次升华,在做人方面向前迈进一步。
——高镇同

??? 高镇同,北京航空航天大学教授,1991年当选中国科学院院士。40余年来从事结构疲劳和可靠性研究。科研成果4项分别获国家科技进步一等奖、二等奖、三等奖;1项获国家自然科学三等奖;9项获部级奖励。培养了40余名研究生,其中多名已晋升为教授、博士生导师。3名学生当选院士。他提出了中国专有的飞机结构寿命预测理论,与厂、所合作建成结构寿命可靠性评定的专家系统,已成功地用于歼击机、强击机、轰炸机、客机、运输机、直升机等20多种机型数千架飞机的定寿和延寿。他创立了“疲劳统计学”分支学科。提出了一系列疲劳性能测试方法,优于国际上通用方法,已列为航空工业标准(HB/Z112-86)。10多年来,高先生从自己的积蓄中,拿出很大一部分用于慈善事业,据不完全统计,捐献的现金达68万余元。作为一名优秀的共产党员,高先生为我们、为全体党员干部树立了一个学习的榜样,曾被人称作“永不疲倦的结构疲劳专家”。高先生在70多岁时开始喜欢写诗,开始用诗歌记录自己多彩的人生。在三月这个充满诗情画意的季节,让我们走近高镇同院士,来慢慢细读高先生的诗话人生。

航空报国 以国家需求为导向

??? 1928年,高镇同院士生于北京。少年时代的高镇同目睹衰败的中国被列强瓜分,人民陷于水深火热之中,深受丧权辱国之苦。“七七事变”后,北京沦陷,那时高镇同正在北京师范大学附属第二小学读书。学校大门面对一个日本军营,日本兵在这条街上横冲直撞,小同学们每天上、下学提心吊胆。从那时起,他幼小的心灵蒙受了亡国的屈辱,同时也激发了一种朴素的爱国主义思想。盼望中国自己能生产飞机、大炮,抵御强敌,逐渐萌生了长大后学习航空的夙愿。
??? 1950年,高镇同毕业于北洋大学航空系,毕业后在清华大学航空系任教。1952年国家进行院系调整,组建新中国第一所航空高等院校——北京航空学院,高镇同随之参加北航的建设。那时高镇同年方24岁,年青人的热情一旦和报效祖国的目标相结合,便会产生无穷的动力。他曾写诗“中华学子,生于盛世,上报国家,下辅黎庶,岂不绚丽一生!”北航创建之初,不论工作条件还是生活环境都十分艰苦。当时的北航校园里还没有宿舍,交通又不便,他为了减少往返路途上所耗费的时间,就把实验室和办公室当成了家,没有床就用办公桌椅拼,没有被褥,就用大衣一裹,有时连早饭也省掉了。就这样只用两年的时间,从无到有,他开出了全部“材料力学”的实验课。随后,我国第一台自行设计、自行制造的光弹性仪和第一枚电阻丝应变片,也从高镇同的手中诞生了。1956年高镇同被评为“北京市青年社会主义建设积极分子”。

高屋建瓴 提出飞机结构定延寿理论

??? 1960年前后,高镇同除了主讲“材料力学”、“塑性力学”等课程外,开始涉及结构疲劳领域。结构多次重复受力后会在某些薄弱部位产生裂纹,随着使用时间的增长,裂纹不断扩大,达到一定使用期限,最终完全断裂,该使用期限就称为疲劳寿命。若飞机达到结构疲劳寿命,就会在没有任何先兆的情况下断裂解体,机毁人亡。1958年北航首次开展对飞机座舱模拟的疲劳实验研究,高镇同是主要研究人员。
??? 1970年7月16日,我国一架直升机发生重大事故,当时周恩来总理指示一定要查明事故原因,高镇同被任命为事故分析小组成员。经调查研究,确认事故原因是直升机轴颈疲劳断裂,并由他在“全国疲劳大会”上作疲劳强度方面的报告。会议结论:如何提高飞机结构疲劳强度,科学合理地确定各类飞机使用寿命已成为我国航空工业重要的任务。我国建国以来生产的数千架飞机都未曾给出寿命,对飞机的使用存在很大的盲目性。至20世纪70年代有些飞机已服役了20多年,经常由于结构疲劳破坏造成机毁人亡的事故,飞机定寿、延寿工作已刻不容缓。面对如此严峻的形势,国家需要就是个人志愿,从此高镇同全身心投入到飞机定寿和延寿的研究。
??? 他查阅了大量外文资料,借助于澳大利亚科学家A.O.P.ayne用92架战斗机的疲劳试验的结果和美国A.M.Freudenthal教授等人20世纪70年代初的研究成果,率先提出了具有中国国情的飞机结构寿命可靠性定延寿理论。空军技术主管部门确认:“高镇同院士创建的飞机结构寿命可靠性评定理论与美国等一些技术发达的国家相比,具有原创性和先进性,研究成果用于指导我国飞机定寿、延寿至今已30余年,与众多厂、所合作完成的歼击机、轰炸机、客机、运输机、直升机等20余个机型数千架飞机结构的定寿和延寿,经济效益已达数百亿元。”
??? “坦白地说,国产飞机的寿命不如国外的长,但我们定寿定的准,维修到位,管理得当,飞机飞得最安全!”谈到此处高院士十分欣慰。他在艰苦奋斗中的感悟是:为祖国每完成一项任务,无论大小都是一份业绩,可以伴随历史一直到永远,意兴长存。

三尺乒台 开辟出疲劳统计学学科

??? 在中国,今天凡是从事疲劳领域的科技人员和专家学者,大都将高先生的《疲劳统计学》当做经典着作来读。实际上,这本书是高先生在三尺乒台上写出来的。20世纪70年代初,当时的科学技术不像今天这样进步,没有计算机,没有打字机……,北航办公楼西侧有两间材料试验室,里面有一台瑞士生产的疲劳试验机,还有一张乒乓球台,先生的早期几本着作都是在这张球台上完成的。在三尺乒台上,有一支铅笔、一块橡皮,还有一本方格纸。书稿都是用铅笔写出来的,一字一句,工工整整,包括曲线和图表都是先生自己完成的。
20世纪70年代中期,在国家和航空部的关注下,航空系统20余个部门,历时10余年完成了一项飞机典型材料疲劳、断裂性能测试系统工程。这项工程不仅仅是为我国飞机定寿延寿和结构可靠性设计提供基础数据,建立中国自己飞机典型材料疲劳/断裂性能可靠性数据库,而且更为重要的是培养和造就了一批疲劳领域的学者和专家队伍,开垦出了中国飞机结构定延寿新的科学研究领域。
??? 整个系统工程是在高先生的指导下完成的,在此期间,先生提出了一系列概率统计分析方法,例如疲劳试验设计和数据处理等,经过多家单位和德国宇航研究院试用,已列为航空部部颁标准。在此基础上,高先生出版了《疲劳性能测试》、《疲劳应用统计学》,形成一完整疲劳统计学学科,至今仍然指导着我国疲劳可靠性领域的研究。
??? 美国克莱斯勒汽车公司根据高镇同疲劳统计学原创性研究成果,开设了一门“车辆产品开发可靠性工程”课程,培训了400多名工程师和管理人员,并且制定了一部《结构部件和系统可靠性指南》在全公司推行。美国密歇根大学J.Pan教授认为:“这一理论是几十年来在结构可靠性领域中取得的最重大的研究进展之一,它的应用为飞机、航空发动机和汽车等结构的可靠性和安全性提供了保障。”日本可靠性工程委员会前会长石川浩教授赞赏“高镇同是结构可靠性研究领域的开拓者和奠基人,为中国做出了重大贡献,当然也为世界做出了重大贡献。其结构寿命可靠性理论在国际上属于首创性成果,引领本世纪这一学科领域的发展方向。”还称颂“高镇同在结构安全性和可靠性方面为世界范围之领导人。”

春风化雨 努力使学生超过自己

??? 高先生在北航执教五十余年,门下弟子人才辈出。他们中有院士、高校副校长、长江学者、国家有突出贡献专家、教授、副教授或研究员……他的奋斗目标是“努力使学生超过自己”;他的教学理念是不仅讲授书本知识而且注重培养学生的治学能力。
??? 早在20世纪60年代,《光明日报》就介绍过高先生的教学成果和经验。改革开放以来,高先生更是培养了众多拔尖人才,如傅惠民、王中、费斌军、凌静、李卫东、阎楚良等,他们先后获得了国家自然科学奖和部委科技进步奖。真是人人握灵蛇之珠,家家抱荆山之玉:王中把“协同论”应用于疲劳问题,首次求得Fokker-Plank方程的封闭解,为疲劳损伤随机过程奠定了理论基础;傅惠民完成的“疲劳强度概率密度函数”获国家自然科学三等奖;李卫东参加的“强5飞机基本型结构疲劳定寿”项目,获航空航天部科技进步二等奖;凌静参加的“飞机结构可靠性定寿方法的研究”课题,获航空航天部科技进步一等奖;费斌军参加的“歼教7全机结构疲劳载荷谱”课题,获机械工业部科技进步一等奖;阎楚良在高先生指导下建立了飞机高置信度中值载荷谱编制原理,破解了难解之谜。获得国家科技进步二等奖2项,部级成果一等奖1项,并于2002年获全国百篇优秀博士学位论文奖励。
??? 在日常教学、科研、生活中,高先生更是以自己的人格魅力、高尚品德潜移默化地影响、教育他的学生,让他们始终保持爱国、奉献的赤诚之心。20世纪80年代初盛行的出国之风,他从不干预,反对,只是反复教诲他的学生:出国是为了回国、报国,要始终牢记“宁恋家乡一捻土,勿惜他国万两金”。
??? 他始终坚持:作为学生传道、授业、解惑的师者,教师要在研究成果奖项上,在论文的署名上把学生摆在第一位。因此,每当谈及弟子们取得什么样的成绩、做出了什么样的贡献时,高先生总是笑逐颜开:“这项成果出自学生之手,要比我自己完成的还要高兴,因为从发展的眼光来看,年轻人的成长比我重要。一代胜过一代,我们国家才能兴旺发达,我们民族才能繁荣昌盛!”
??? 在高先生72寿辰之际,他曾赋诗《五十年教学》抒怀:
校苑耕耘五十春,学位成就四十人。
莫道女儿未如愿,众多弟子皆同门。

热心慈善 为善最乐且自得

??? “攀越青山戏海河,世间乐趣何其多。琴棋书画皆称道,为善最乐且自得”,这首诗是高先生做善事的自述。他认为做善事也是一种享受,有利于他人,受益于自己,情趣自得,其乐无穷。
??? 早在上世纪80年代末高先生就开始了资助困难学生的善事。身为教授,高先生不愿让学生们有接受“施舍”的感觉,所以,他会经常派些“工作”给他们,让他们得到资助的时候感觉是自食其力。
??? 自20世纪90年代至今,高先生先后将自己平日结余的60余万元先后捐给贫困人家和受灾难民及慈善机构:2001年为江西宜春外国语实验学校捐赠了10万元设立了奖学金;2002年、2003年的春节期间,分别给中华慈善总会捐了10万元;2003年为“宏鹰助学金”捐款3万元;2004年给《希望书库》捐献3.5万元;2004年印度洋海啸捐款3万元;2008年汶川大地震,交纳特殊党费2万元。
??? 身为中国科学院院士,着名的结构疲劳专家,高先生的生活却十分简朴——书桌和书柜之间只能容下一把椅子,小小的客厅只能摆下一张餐桌,半旧的毛衣,简单的棉布衬衫……
也有些好心人对他说:你捐的钱对你来说是个不小的数字,但对国家来说还是杯水车薪,何必把自己的生活搞得紧紧巴巴的?而高先生认为还是中国古语说得好:“不以善小而不为,不以恶小而为之。”“点滴甘泉,涓涓细流,润泽四方;恶如蔓草,一草不除,百草横生。”高先生曾说:“我感到欣慰的是我们的国家,随着社会的进步,有越来越多的人献身慈善事业。我周围的人对我也越来越理解,特别是我的学生,如在江西工作的王贵宝等,他们不但深深理解并且与我一道投入到做善事的行列中来了,因此我感到由衷的高兴。”

??? 高先生今年已经83岁了,半个多世纪以来,高先生在教学科研领域呕心沥血,是一位“为了国家和人民事业永远不知疲劳的结构疲劳专家”,并培养了一大批活跃在教育科研领域的杰出人才,但他自己却乐于过一种朴素、简单的生活,学校几次调房都被高先生拒绝,他乐于和夫人住在一栋6层的旧楼里,书房窗台上的盆景松、梅、君子兰、吊兰,默默地陪伴着这位儒雅的老人。“真知无须修饰”,高先生就是在这里考虑科研、和学生聊天、做慈善,写诗歌,“安得盛景吟佳句,桃李成荫赏翠霞”。

(转自北航新闻网)


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