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第28章 陈士橹 飞行力学专家

陈士橹(1920.9—),浙江东阳人,飞行力学专家,中国工程院院士。1945年毕业于清华大学航空工程系,并留校任教。1948年转入上海交通大学航空系任助教、讲师。1952年全国高等学校院系调整,上海交通大学、原中央大学及浙江大学的3个航空系合并,在南京成立华东航空学院。1952—1956年,他在该校任教。1956年8月,陈士橹被派赴苏联莫斯科航空学院进修,1958年6月,顺利通过了被人称为“陈氏机动飞行”的副博士论文《飞机在垂直面内的机动飞行》的答辩,成为该院获得副博士学位的第一位中国留学生。1958年9月回到新建的西北工业大学,创建了宇航工程系,并担任系主任。后任航天工程学院名誉院长、教授、博士生导师。1994年当选俄罗斯宇航科学院外籍院士,1997年当选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,美国宇航学会(AIAA)副委员。历任中国航空学会第一、第二、第三届理事;中国宇航学会第一、第二届理事;国务院学位委员会第一、第二届学科评议组成员,航空宇航组第二届召集人。1997年当选中国工程院院士。

陈士橹献身祖国的航天事业,是从航空起步的。陈士橹1945年毕业于清华大学航空工程系,之后任教于清华大学、上海交通大学、华东航空学院和西北工业大学。1956年,陈士橹被派往莫斯科航空学院进修,师从国际著名航空科学家奥斯托斯拉夫斯基教授。他在飞行器的机动飞行研究方面取得显著成果,创造了简捷计算机动飞行的气动性能新方法,并仅用一年的时间完成了副博士论文。1958年,陈士橹仅用两年的时间获得了一般要3~4年才能拿到的技术科学副博士学位。他还利用优越的环境条件,对苏联及世界发达国家高度保密的导弹技术、航天器运载技术等做了大量的观察与积累。

回国后,陈士橹着手组建西北工业大学宇航工程系。1959年底,宇航工程系正式挂牌,并开设了导弹设计、火箭发动机、飞行器控制与导航、飞行力学4个专业,次年即招收在校高年级大学生入系学习,数十年从未间断。1988年12月,在此基础上发展成为航天工程学院,成为以航空、航天、航海为特色的西北工业大学的重要一翼。

30多年来,由于体制原因,宇航工程系几度面临被取消和合并之虞。一直担任系主任之职的陈士橹,出于对航天事业强烈的事业心和历史责任感,多次到国家有关部委做工作。在主管国防工业的高层领导和教育主管部门的关怀、支持下,宇航工程系不仅生存了下来,而且逐步发展壮大。截至目前,学院已为国家航空航天工业培养8000多名高级技术人才,完成了国家、部委及国防单位大量的科研任务。学院拥有一支实力雄厚、结构合理的师资队伍,建成了包括国防科技重点实验室在内的8个不同规模的实验室以及5个硕士点、3个博士点和2个跨学科的博士后科研流动站。

陈士橹是国务院学位委员会第一、第二届学科评议组成员,航空宇航组第二届召集人。在任职的10年间,他不仅密切注视航空、航天和部队各单位理论与工程水平的发展,还经常深入基层实地考察,充分挖掘各单位人力、物力和技术储备,提出搞好宇航工程教育的意见和建议。他多次参加或召集国务院相关专业学科评议会,为航空航天界博士点在全国的设立和布局,以及博士生导师的选拔培养做了不少决策性工作。

陈士橹作为飞行力学专业的学术带头人,长期担任我国飞行力学专业委员会名誉主任委员,多次主持全国飞行力学与飞行试验学术年会。他还先后到美国、德国、俄罗斯、日本等国高校和科研院所开展多方面的交流与合作,并与国外大学联合培养博士生。他长年与俄罗斯莫斯科航空学院、美国斯坦福大学、德国布伦瑞克工业大学、日本东京大学等院校保持联系,是美国宇航学会(AIAA)副委员。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,国务院学位委员会组织学科评估,西工大飞行力学学科在27个相关学科的综合考评中,获得总分第一。

早在20世纪60年代,陈士橹就对飞行力学的许多问题做了深入的研究。那时,液体晃动及气动弹性是导弹和航天器的关键技术,也是阻碍我国航天器发展的“拦路虎”。陈士橹深入航天部701所等单位,把自己研究的非定常气动力、气动弹性与控制、液体晃动等理论成果成功地应用到工程型号中,并在有关学报上发表了学术论文。20多年后,701所所有的科研人员对此还津津乐道,认为是“我国航天技术理论与实践结合的典范之一”。

在“文化大革命”期间,陈士橹没有停止对科学的追求,依然密切注视着国际上飞行力学学科发展的前沿。20世纪70年代初,他在图书馆查阅资料时接触到20世纪50—60年代在美国兴起的现代控制理论,敏锐地看到了这门新兴学科对飞行力学蕴含着的重大意义,由此较早地提出了把现代控制理论的方法应用于飞行力学以及利用最优过程理论、极大值原理及动态规划研究最优弹道的思想,并在有关刊物上发表了“最优过程理论在飞行力学中的应用”论文。

计算机技术的兴起为各门学科提供了先进的仿真手段。早在20世纪70年代后期,陈士橹就认为:计算机速度与存储量的提高,将使得许多飞行试验可由飞行力学的计算机仿真先行,并将成为航天器设计中重要的、经济的、安全的手段。由此提出并在西工大建立了飞行力学仿真实验室。

近一二十年来,陈士橹带领青年教师和研究生,先后把主动控制技术、鲁棒控制理论、容错控制理论应用于飞行力学,着重在弹性飞行器飞行力学与控制研究领域做了大量开创性工作,成果达到世界先进水平。“弹性飞行器飞行动力学”科研项目荣获1991年国家教委科技进步一等奖。陈士橹培养的第三位博士唐硕教授,还成功地将有关理论应用于我国某海防型号导弹的设计,并获航天工业总公司科技进步奖。

最优轨迹与仿真几乎涉及到各种武器系统型号。陈士橹和他培养的第九位博士、博士后南英及其他在读博士生,先后研究了地空弹复合制导、拦截区、发射动力学;地地弹道控制、精度分析、弹道/总体设计;巡航弹的最优轨迹规划与制导;空空弹的复合制导、可攻击区;航天器再入轨迹与制导;导航与控制、气动力辅助变轨等。以上研究成果分别在航天、航空等使用单位发挥了重要作用,为国防事业做出了重要贡献。

65年来,在向科学技术问鼎的同时,陈士橹为培养出更多的航空航天科技人才而不懈地耕耘着。他是我国较早的研究生导师,也是我国第一批博士生导师。陈士橹十分重视对学生的基础教育,直到60多岁,还亲自给本科生、研究生讲课。他认为,博士生的培养,既要讲“宽”,也要讲“深”,要提倡“宽”与“深”的结合。对选修专业及专业基础课,要提倡“宽”,以拓宽专业面,使知识面宽广一些;但对博士论文,主要应提倡“深”,要求在较窄的专业方面有创新与突破,不宜泛泛要求宽。1993年初,他又提出采用学科群招收博士后,并进行了实践。几十年来,陈士橹培养了一大批航天航空科技人才,仅毕业的高层次的硕士生就达20多人,博士生27人,博士后5人,许多毕业生已成为我国航天和国防工业的栋梁。

近20年来,陈士橹从事弹性飞行器动力学与控制研究,其中弹性飞行器飞行动力学课题获1991年国家教委科技进步一等奖,另获省部级二等奖5项。发表论文逾150篇。1996年西工大与美国宇航学会(AIAA)联合召开国际飞行力学会议,陈士橹任学术主席。1981年以来,曾先后出访德国、美国、日本、俄罗斯等国,进行讲学及参加国际会议。老骥伏枥,志在千里。陈士橹以他为航空、航天事业做出的显著成绩赢得了荣誉和褒奖:1991—1992年他被航空航天工业部授予有突出贡献的专家、优秀研究生导师,并被选入美国《世界科技名人录》、《世界名人录》,英国剑桥大学的《世界名人录》以及《20世纪中国名人辞典》。1994年当选俄罗斯宇航科学院外籍院士。

陈士橹1997年当选中国工程院院士。

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