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馮培德:傳感器技術為航空物聯網應用打下堅實基礎

作者:吉平
來源:科技日報
日期:2012-10-10 09:10:20
摘要:馮培德告訴記者,我國自主研發(fā)的新型飛機上將逐步裝備健康管理系統(tǒng),類似于物聯網技術,利用廣泛布置的各種傳感器預測飛機、發(fā)動機和系統(tǒng)的亞健康狀態(tài),如零部件的腐蝕、磨損和疲勞等所引起的問題,通過及時采取措施來提升飛行安全系數,把飛行危險降到最低。

  ■ 人物檔案

  馮培德我國慣性技術領域的著名專家。從1984年起長期擔任航空618所所長、航空慣導系統(tǒng)的學術帶頭人,主持并帶領廣大科技人員先后研制成功采用撓性慣性器件的563、573平臺式慣性導航系統(tǒng),打破了西方國家的技術封鎖,為國家填補了空白。曾獲國家科技進步特等獎、二等獎和發(fā)明三等獎各一次,國防科工委和部級科技進步一、二、三等獎共計12次,并獲航空金獎。先后被評為國家級有突出貢獻的中青年專家、全國先進工作者等,2001年被評為中國工程院院士。現任中航工業(yè)科技委副主任,北京航空航天大學博士生導師,中國工程院機械運載學部副主任。第十一屆全國政協委員。

  今年是新中國航空工業(yè)建立第61個年頭。半個多世紀以來,包括航空科技工作者在內的幾代中國航空人矢志報國,自主創(chuàng)新,取得了舉世矚目的輝煌成就。年過七旬的全國政協委員、中國工程院院士、中國航空慣性導航技術領域著名專家馮培德就是其中的功勛科學家之一。

  當年,他義無反顧地走進大西北的研究所,幾十年如一日潛心專研,為打造中國的慣性導航作出了卓越貢獻;如今他年過七旬“壯心不已”,仍然為培養(yǎng)新一代航空人才殫精竭慮,為中國航空事業(yè)的跨越式發(fā)展鼓與呼。

  國產大飛機研制穩(wěn)步推進

  我國自主研發(fā)的航空器一直是國人關注的焦點。馮培德認為,航空器的研發(fā)水平是國家總體科技水平的標志。大飛機項目的研發(fā)生產是非常必要的,它體現了國家對整個航空領域的高度重視,也是經濟發(fā)展和社會發(fā)展的需要。

  馮培德透露,大型飛機“是按照進度在走,情況總體上說令人滿意?!彼叨瓤隙艘痪€科技工作者,“他們?yōu)榇_保計劃不拖后,經?!?-11’模式工作,也就是一個星期干7天,一天干11個小時。遇見緊急的工作,他們會采用‘7-24’模式,人可換班,工作24小時連軸轉?!?/P>

  馮培德認為我國航空工業(yè)近年來之所以步入快車道,是貫徹科學發(fā)展觀的結果,具體說就是處理好軍機、民機、通航飛機的全面安排,處理好飛機、發(fā)動機、機載設備的協調發(fā)展,處理好生產、研發(fā)、預研(含基礎研究)的統(tǒng)籌部署。由于種種原因航空發(fā)動機已成為我國航空事業(yè)發(fā)展的“短板”,此事已引起中央領導同志的高度關注,組織了幾十位院士、專家進行調研和出謀獻策。馮培德認為,有國家的大力支持,國產航空發(fā)動機預計在“十三五”期間將會取得重大突破。

  同時,馮培德還提到航空機載設備的研發(fā),也應當予以高度重視,很多關鍵設備都需要超前、獨立發(fā)展,防止拖飛機研發(fā)的后腿。他以激光陀螺研發(fā)為例,說明有些核心部件、關鍵技術的突破往往需要20年左右的不懈努力,才能取得成功,不提前部署是會誤事的。

  他還告訴記者,我國自主研發(fā)的新型飛機上將逐步裝備健康管理系統(tǒng),類似于物聯網技術,利用廣泛布置的各種傳感器預測飛機、發(fā)動機和系統(tǒng)的亞健康狀態(tài),如零部件的腐蝕、磨損和疲勞等所引起的問題,通過及時采取措施來提升飛行安全系數,把飛行危險降到最低。

  “在航空領域的一些高難技術是花錢也買不到的?!瘪T培德說,只有加強自主創(chuàng)新才能不斷縮小差距,依靠一代又一代人的努力必將攀登世界科學技術的高峰。

  在中國慣導領域奮斗50年

  1957年,16歲的馮培德以優(yōu)異成績考取北京大學數學力學系。他回憶說:“北大數學系是我自己的選擇,因為當時中央號召向科學進軍,我的興趣是飛行器,希望以后能在航空領域工作。當時,在這個領域工作的知名科學家有錢學森、錢偉長、郭永懷等,我選擇力學就是要朝這個方向走,好的數學力學基礎是解決實際問題所必需的?!贝髮W期間的馮培德忙碌而充實,他在各科都取得了優(yōu)異的成績,成為名副其實的高材生。

  在北大讀書期間,馮培德被挑選參加一項國家重點科研項目,從此他就迷戀上了航空慣性導航技術(簡稱慣導)。他一邊到北航聽課,一邊用自學的辦法大量閱讀了有關慣導的書籍和資料,掌握了很多慣導的相關知識,寫出了《陀螺章動漂移研究》的優(yōu)秀畢業(yè)論文。

  1963年,馮培德考取南京航空學院的研究生。這期間他在導師楊長仁教授的指導下彌補了機械、電氣、電子和工藝方面的不足,又在天津707所實習期間接觸了當時最先進的導航儀器,開闊了眼界,提升了興趣。

  1967年研究生畢業(yè)后,馮培德懷著滿腔熱情響應國家號召去了航空工業(yè)部第618所研究飛行自動控制。研究所當時位于陜西戶縣,住的是大草棚。就是在這樣艱苦的環(huán)境下,他和他的同事們全力以赴地投入了我國第一代航空慣導的研發(fā)工作。

  在618所工作的日子里,馮培德時刻面臨各種問題和挑戰(zhàn)。初始對準技術是慣導最重要的關鍵技術之一,上世紀70年代初,馮培德提出了計算羅經法的新方案,大大提高了系統(tǒng)精度并縮短了系統(tǒng)準備時間,該項創(chuàng)新使618所在該領域處于國內領先地位,十幾年后發(fā)現美國、法國也采用的是類似方案。

  1981年,馮培德作為訪問學者到美國田納西大學進修兩年,臨離開時洪箴教授給張守恒所長的信中說:“……他具有堅實的數學物理基礎,概念特別清楚;它具有廣博的知識;他在解決實際問題時很有創(chuàng)造性和獨特的技巧……他對中國來說,或者對您的研究所來說確實是一位寶貴的人。”馮培德當時有機會留美工作,可他還是懷著報效祖國的強烈愿望,回到618所繼續(xù)從事他所熱愛的航空慣導的研究工作。

  在馮培德的主持下618所研制出采用撓性慣性器件的第二代慣導——563慣導系統(tǒng),該系統(tǒng)設計定型后使我軍國產戰(zhàn)機第一次裝備了慣導,該系統(tǒng)隨空中加油工程加/受油機獲得國家科技進步獎特等獎,馮培德在獲獎名單之中。馮培德還帶領科技人員夜以繼日地工作,趕在“飛豹”首飛之前研制成功了563A慣導系統(tǒng),使該慣導系統(tǒng)由備份轉成正式列裝設備。

  20世紀80年代后期,他又擔任573慣導系統(tǒng)的總設計師和現場總指揮,該項目是當時兩個由國家計委、總參謀部、國防科工委批準立項的機載設備國家專項之一,要求研制出與美軍裝機水平相當的慣導,由于技術難度大,有關部門同意引進部分關鍵技術,但與西方國家的兩年多談判告吹,這使他們再次認識到像航空發(fā)動機、機載雷達和機載慣導這樣的關鍵技術確實是花錢也買不到的,只能橫下一條心自主研發(fā)。他們逢山開路遇水架橋,奮力拼搏終于取得了成功,還搶回了外事談判耽誤的兩年多時間,從上世紀90年代后半期該型慣導陸續(xù)配裝新型戰(zhàn)機,長了國人的志氣。

  2001年,馮培德當選中國工程院院士,成為航空工業(yè)系統(tǒng)從事機載設備研究的第一位院士。

  為中國航空科技培養(yǎng)人才

  1991年,馮培德獲得了碩士研究生導師資格,1994年,他又獲得了博士研究生導師資格,成為618所歷史上第一位碩士、博士生導師。從此之后,他對培養(yǎng)國家急需的新一代航空科技人才傾注了大量的心血。

  2003年,馮培德擔任了北京航空航天大學教授,組建了慣性技術與組合導航實驗室,加大了培養(yǎng)人才的力度,他希望此生能培養(yǎng)100名研究生。到現在為止,他先后在618所、西工大、南航、北航、海工大等院校陸續(xù)培養(yǎng)了80多名研究生。

  在培養(yǎng)研究生的過程中,馮培德一直堅持對學生獨立工作能力的訓練和培養(yǎng)。“現在的學生最大的特點就是:計算機好、外語好,但解決實際問題的鍛煉和能力欠缺?!瘪T培德說,“但在工作單位,往往最看重的就是你的分析、處理、解決實際問題的能力,簡單地說就是要有真本事。” 馮培德在學校的大力支持下努力為研究生搭建實踐的舞臺,讓他們真刀真槍地干,在實踐中增長解決實際問題的才干和培養(yǎng)創(chuàng)新精神,不少學生還到研究所參觀實習和參與技術攻關,與研究所聯合研制的樣機裝船做海上實驗時,幾個博士生起了挑大梁的作用,這些學生都感到責任重大,難得的實踐機會終生難忘。

  馮培德院士已到古稀之年,但他依然對科研工作充滿興致,學生們在實驗室加班到晚上12點,也能接到他打來的電話,因為他見不到實驗結果就睡不著覺。有一次學生一大早就接到電話,得知老師昨天晚上突然產生了一個新的想法,一直工作到深夜兩點,寫了一份新的技術方案,一大早就要來實驗室跟課題組成員一起討論,安排編程和實驗驗證工作。同學們深受感動,覺得老師真是老當益壯,馮培德也感到自己和這批年輕人一起工作似乎年輕了許多。

  馮培德不僅向他的學生傳授專業(yè)知識,更重視對他們人格品德的教育。為了使更多青年學生健康成長,他還多次受邀到多所知名大學作報告?!榜T院士像一位平實而坦誠的老朋友,和我們暢談國家的發(fā)展和個人的成長。”一位聽報告的學生如是說。

  馮培德還強調團隊精神,他說,在實際工作中要注重團結,講究合作,學會被人領導,也要會領導別人。“其實科學研究是一群人的工作,所以你要學會如何融入這一群人里面,才能一起做好研究?!?RFID世界網編輯整理)

責任編輯:廖小亞