祝傳海
在世界航空業(yè)起步階段,中國(guó)曾是唯一與西方相提并論的亞洲國(guó)家。當(dāng)1903年美國(guó)萊特兄弟開創(chuàng)人類航空新紀(jì)元之時(shí),1911年中國(guó)就擁有自制的飛機(jī)。時(shí)至今日,國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919首架飛機(jī)總裝下線并于今年首飛,預(yù)示著中國(guó)航空工業(yè)一代人的夢(mèng)想即將實(shí)現(xiàn)。在支撐飛機(jī)運(yùn)作的龐大系統(tǒng)中,航空結(jié)構(gòu)——無論是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)或者是機(jī)身結(jié)構(gòu),都是飛機(jī)的重要組成部分,作為飛機(jī)的脈絡(luò)與骨骼,承載了很多航空人的夢(mèng)想。這其中,就包括國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家、北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院教授熊躍熙。
赤子之心 漫漫歸國(guó)路
熊躍熙畢業(yè)于北航原五系飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)專業(yè)并獲得學(xué)士和碩士學(xué)位,爾后在加拿大維多利亞大學(xué)獲得該校與北航聯(lián)合培養(yǎng)的博士學(xué)位。畢業(yè)后,他曾在加拿大國(guó)家科學(xué)院航空研究所任終身研究員,后歷任美國(guó)通用電氣公司全球研發(fā)中心高級(jí)工程師、能源集團(tuán)首席工程師以及航空集團(tuán)工程部門經(jīng)理。熊躍熙長(zhǎng)期從事大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)與材料、航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)以及能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的研發(fā)及技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)工作,迄今共發(fā)表119篇科研論文,指導(dǎo)和培養(yǎng)了眾多年輕學(xué)者、工程師及研究生,獲得過諸多航空領(lǐng)域的榮譽(yù)稱號(hào)。2013年他入選中組部“千人計(jì)劃”專家。2015年全職加入北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院,“我希望回到母校能帶動(dòng)學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)工作,并希望由此帶出一批優(yōu)秀的研究生,培養(yǎng)一支優(yōu)秀的青年教師隊(duì)伍?!彼诮邮苡浾卟稍L時(shí)說。
盡管在國(guó)外的工作、科研事業(yè)成果卓越,但熊躍熙心中始終有一個(gè)歸國(guó)的夢(mèng)想。
“我是77屆,也就是改革后第一批大學(xué)本科生。當(dāng)時(shí)知識(shí)青年下放到農(nóng)村后,能夠通過考試進(jìn)入大學(xué)返回學(xué)習(xí)環(huán)境中是非常不容易的。其中一個(gè)選撥方法是從工農(nóng)兵學(xué)員里通過特長(zhǎng)考試出來,比如醫(yī)術(shù)、外語等。我當(dāng)年對(duì)外語非常感興趣,就下了一番狠功夫,想以此作為工農(nóng)兵上大學(xué)的一個(gè)跳板。沒想到77年鄧小平復(fù)出后情況發(fā)生了徹底改變——所有下放到農(nóng)村的知識(shí)青年都可以報(bào)考大學(xué)。我當(dāng)時(shí)就報(bào)考了,但在填寫志愿時(shí)把上海外國(guó)語學(xué)院作為第一志愿,湖南大學(xué)作為第二志愿?!鄙頌橐粋€(gè)湖南小地方出身的孩子,熊躍熙說他當(dāng)時(shí)根本不敢有能考進(jìn)北京的想法。但考試成績(jī)下來之后,由于成績(jī)優(yōu)異,熊躍熙擁有了可以調(diào)劑到北京的機(jī)會(huì)?!爱?dāng)時(shí)北京航空航天大學(xué)的老師來到我家中進(jìn)行詢問愿不愿意去北航上學(xué)。我父親非常高興,說能去北京當(dāng)然好了。問到我的時(shí)候,我說如果上外能夠錄取,我就還是去上我的第一志愿。但天意弄人,我的分?jǐn)?shù)還是差了一點(diǎn),就去了北航,也非常感謝母校當(dāng)時(shí)對(duì)我的重視?!?/p>
進(jìn)入北航后,熊躍熙格外珍惜來之不易的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。他刻苦鉆研,勤奮學(xué)習(xí),連續(xù)取得了本科學(xué)位和碩士學(xué)位,并在1987年成為當(dāng)時(shí)的教委、現(xiàn)在的教育部委派赴加拿大維多利亞大學(xué)的首批中加聯(lián)合培養(yǎng)博士生,師從王俊奎教授和Tabarrok教授。
在國(guó)外,熊躍熙讓導(dǎo)師贊不絕口。“能夠出國(guó)學(xué)習(xí),自然要抓緊一切機(jī)會(huì)增加自己的學(xué)識(shí)。所以在國(guó)外的時(shí)間雖不能說是夜以繼日,可也是分秒必爭(zhēng)。這不僅是我的義務(wù),更是我的責(zé)任?!爆F(xiàn)在的熊躍熙談起當(dāng)年的事情仍然記憶猶新,“回國(guó)答辯時(shí),校長(zhǎng)說我‘學(xué)得很好,有繼續(xù)深造的價(jià)值和空間,就簽署了一封信件,讓我繼續(xù)去國(guó)外做博士后?!?/p>
國(guó)家改革開放初期,在國(guó)內(nèi)答辯后直接去國(guó)外做博士后是不允許的。能夠繼續(xù)深造兩年當(dāng)然是非常值得高興的事情。年輕的熊躍熙意氣風(fēng)發(fā)地回到加拿大,準(zhǔn)備完成兩年的博士后學(xué)習(xí)回到母校任教?!拔沂怯杀焙脚囵B(yǎng)的,希望能早日學(xué)成回國(guó)為母校做點(diǎn)貢獻(xiàn)。”誰知1989年國(guó)內(nèi)外環(huán)境發(fā)生劇變,熊躍熙只能一直留在國(guó)外生活,真正開始了自己國(guó)外科研工作生涯?!安荒芗皶r(shí)回國(guó),是我這輩子最大的惋惜之事。”熊躍熙到現(xiàn)在談起仍有憾意。
此后的近30年間,熊躍熙不斷銳意進(jìn)取。1990年,他獲得英屬哥倫比亞大學(xué)授予的Killam博士后獎(jiǎng)學(xué)金并赴該校機(jī)械工程系從事力學(xué)研究,成為Killam獎(jiǎng)學(xué)金首個(gè)外籍獲獎(jiǎng)?wù)摺?992年至2000年,他受雇于加拿大科學(xué)院航空研究所,為終身研究員。他領(lǐng)導(dǎo)航空結(jié)構(gòu)力學(xué)小組,負(fù)責(zé)航空研究所全部結(jié)構(gòu)計(jì)算工作,并指導(dǎo)研究生和博士后。
2000年起,熊躍熙受雇于美國(guó)通用電氣公司(GE),首先在GE全球研發(fā)中心任高級(jí)工程師和研發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,后被提升為GE能源集團(tuán)負(fù)責(zé)蒸汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的首席工程師,接著調(diào)入GE航空集團(tuán)被提升為航空系統(tǒng)工程部門經(jīng)理,負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙結(jié)構(gòu)分析,建立發(fā)展和領(lǐng)導(dǎo)在美國(guó)、中國(guó)、印度及波蘭有近百人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析團(tuán)隊(duì),積累了對(duì)世界頂級(jí)公司設(shè)計(jì)分析人員的管理能力?;貒?guó)之前,他全面負(fù)責(zé)與中國(guó)商用飛機(jī)公司(COMAC)合作的C919發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的結(jié)構(gòu)分析。
2010年4月,應(yīng)國(guó)家外專局和ASME邀請(qǐng),熊躍熙回國(guó)參加2010年中美工程技術(shù)研討會(huì),并在先進(jìn)制造分會(huì)上發(fā)表關(guān)于發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析工具的演講??吹絿?guó)家的迅速發(fā)展,熊躍熙興奮不已,他加入了國(guó)家“千人計(jì)劃”的回國(guó)浪潮。2015年,他回到母校任教,圓了自己近30年的夢(mèng)想?!靶哪罟释?,終不敢忘,蹉跎到現(xiàn)在,才通過契機(jī)回到祖國(guó)。雖然已到知天命的年紀(jì),但慶幸自己還沒到不能動(dòng)彈的時(shí)候,總還是能為母校、為國(guó)家出一點(diǎn)力。”
學(xué)以致用 助力航空事業(yè)發(fā)展
無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,熊躍熙的工作始終圍繞航空結(jié)構(gòu)進(jìn)行,并取得了一系列卓越的成就。在加拿大期間,熊躍熙組建了一支具有一流水平的科研團(tuán)隊(duì),為加拿大航空航天系統(tǒng)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。他領(lǐng)導(dǎo)完成了多項(xiàng)與波音公司、美國(guó)聯(lián)邦宇航局、美國(guó)空軍以及加拿大龐霸疊公司的合作項(xiàng)目。特別是在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析,包括沖擊損傷、膠接鉚接接頭和修補(bǔ)技術(shù)、結(jié)構(gòu)疲勞壽命、概率裂紋擴(kuò)展、失效風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和可靠性設(shè)計(jì)方面等領(lǐng)域,熊躍熙都取得重要科研成果,并發(fā)展了多個(gè)供實(shí)際設(shè)計(jì)用的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。他還代表加拿大成為北約成員國(guó)研究合作組織技術(shù)探討委員會(huì)的成員,并且召集成立英語國(guó)家間結(jié)構(gòu)失效評(píng)估組,建立了更加完善的結(jié)構(gòu)評(píng)估系統(tǒng)。endprint
“在加拿大的學(xué)習(xí)和工作為我之后的科研生涯打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這期間,我利用有限元和計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行平行學(xué)科分析,實(shí)現(xiàn)集成與協(xié)調(diào)策略開發(fā),進(jìn)行了技術(shù)示范和戰(zhàn)略評(píng)估,通過計(jì)算分析技術(shù)和有限元方法,最終完成了復(fù)合材料機(jī)翼模型的開發(fā)。其優(yōu)化問題的定義涉及結(jié)構(gòu)、空氣動(dòng)力學(xué)和氣動(dòng)彈性的研究。”熊躍熙一直記得在加拿大最引以為豪的研究成果:“那是進(jìn)入加拿大航空所的第一項(xiàng)研究項(xiàng)目,是關(guān)于航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受沖擊載荷后其承壓能力測(cè)量系統(tǒng)的研究。這個(gè)項(xiàng)目通過建立一個(gè)系統(tǒng),快速評(píng)估飛機(jī)的航空復(fù)合材料層板在受沖擊后是否能夠繼續(xù)飛行、還能夠飛多久,可以在機(jī)場(chǎng)很難做出全面細(xì)致繁瑣的分析的情況下快速做出結(jié)論,具有很強(qiáng)的實(shí)用性?!?/p>
進(jìn)入美國(guó)通用電氣公司(GE)后,熊躍熙主要從事先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)和工具的研究與開發(fā),用以提高航空和能源發(fā)動(dòng)機(jī)部件設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。特別在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器構(gòu)件設(shè)計(jì)的研發(fā)方面有所建樹,所做工作涉及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、熱傳導(dǎo)、結(jié)構(gòu)分析、概率疲勞與斷裂、復(fù)雜工況下結(jié)構(gòu)壽命預(yù)估以及多專業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),科研成果已用于多種型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。在燃?xì)廨啓C(jī)方面,提出和建立了一種有效的基于結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)的殘余壽命評(píng)估方法,可用于結(jié)構(gòu)工作狀況的實(shí)時(shí)跟蹤與模擬。他還負(fù)責(zé)蒸汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與蠕變分析定壽、概率設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)自動(dòng)化方面的技術(shù)開發(fā)。
“記得有一次我作為項(xiàng)目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)關(guān)于流體力學(xué)的先進(jìn)工具項(xiàng)目。但我本人在流體力學(xué)方面不太擅長(zhǎng),許多人質(zhì)疑我的領(lǐng)導(dǎo)資格,最終從這個(gè)項(xiàng)目上退了下來。其實(shí)我心里是有些不服氣的,感覺自己的工作能力受到了質(zhì)疑。就憋著一口氣開辟了另外一個(gè)領(lǐng)域的研究,即航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。所有企業(yè)研發(fā)資金的投入是要看是否帶來實(shí)際效益。而最終我們的研究經(jīng)費(fèi)從每年20萬美元的投入一直做到每年200萬美元的投入,也算是證明了我的科研工作能力?!?/p>
在此后的多年間,熊躍熙及其團(tuán)隊(duì)先后開發(fā)了基于ANSYS程序的環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析,建立了一個(gè)有中國(guó)、美國(guó)、印度及波蘭的近百個(gè)工程師研發(fā)團(tuán)隊(duì),開發(fā)了短艙部件結(jié)構(gòu)分析。還在中國(guó)上海通用電氣全球研發(fā)中心組建了新的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室,并為實(shí)驗(yàn)室謀劃了遠(yuǎn)景和戰(zhàn)略增長(zhǎng)領(lǐng)域,以支持通用電氣產(chǎn)品和服務(wù)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
“無論是在加拿大還是美國(guó)通用,無論是飛機(jī)還是發(fā)動(dòng)機(jī),我的工作都沒有離開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容。現(xiàn)在回到祖國(guó),我也希望能在飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的連接部件、在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一體化的設(shè)計(jì)方面,貢獻(xiàn)出我的力量?!毙苘S熙在接受采訪時(shí)說道。
歸國(guó)的工作開展情況并非一帆風(fēng)順。“我在企業(yè)的研發(fā)圈子待的時(shí)間太久了,歸國(guó)后進(jìn)入了學(xué)術(shù)圈,需要一定的時(shí)間來適應(yīng)。現(xiàn)在我把培養(yǎng)年輕學(xué)者作為現(xiàn)在的重點(diǎn),也是工作的突破點(diǎn)?!毙苘S熙說出了選擇回到母校的原因:“雖然我到中國(guó)商飛、中航商發(fā)的待遇會(huì)更好,但是我認(rèn)為還是要到能夠發(fā)揮自己更大作用的地方去。目前,我加入了一個(gè)教授的項(xiàng)目組,和他共同指導(dǎo)近20個(gè)學(xué)生開展科研工作,慢慢把我在國(guó)外近30年的科研經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生,我非常滿足。”但是熊躍熙也提出了科研期望:“我的經(jīng)驗(yàn)都是在企業(yè)里面鍛煉出來的,所以還是希望能借助學(xué)校的平臺(tái)和國(guó)內(nèi)的企業(yè)有一定的合作,做一些具有現(xiàn)實(shí)意義的研究項(xiàng)目?!?/p>
熊躍熙還積極參與北航大型飛機(jī)和研究小組的先進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中心的建造。他認(rèn)為,“一個(gè)好的平臺(tái)是科研人員進(jìn)行科研工作的最大助力,而他最看重的科研品質(zhì)是踏實(shí)做事?,F(xiàn)在社會(huì)整體氣氛浮躁,許多人拿了課題不好好做,對(duì)國(guó)家、對(duì)社會(huì)沒有任何好處。作為科研工作者,把自己的聰明才智放到真正的工作中去,才能真正體現(xiàn)到科研人員的可貴之處?!毕乱徊?,他希望自己能做與發(fā)動(dòng)機(jī)消聲的相關(guān)的內(nèi)容,在消聲方面做出一點(diǎn)研究貢獻(xiàn)。他說,“國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)消聲的要求越來越高,也越來越嚴(yán)格。如果飛行器的噪聲超過某個(gè)標(biāo)準(zhǔn),根本無法起飛,甚至不讓進(jìn)入機(jī)場(chǎng)?!?/p>
“三維編織復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料,是立體編織技術(shù)與現(xiàn)代復(fù)合材料技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn),在以航空航天為代表的高新技術(shù)領(lǐng)域里得到了重點(diǎn)發(fā)展和應(yīng)用。而且這種材料目前在國(guó)內(nèi)造價(jià)比較低,如果能用三維編織復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)消聲,既能夠?qū)崿F(xiàn)研究突破,又能夠降低成本產(chǎn)生高價(jià)值?!毙苘S熙認(rèn)真地再次闡述自己的理想:“我雖暮年,但仍然想為母校、為國(guó)家奉獻(xiàn)我最大的力量,這是我和所有科研人員的理想?!眅ndprint
科學(xué)中國(guó)人2016年11期