剑桥骄雁 钟情航空

2022-03-19 13:17:26 | 浏览次数:

zoޛ)j_xm4i|}mky计划系统地研读有关振动、冲击技术的理论书籍。另外,他还颇有远见地自学了大学没有学过、当时也很少有人涉足的计算技术。

功夫不负有心人。很快,他的振动专业知识,研究与工作能力都有了很大提高,专业上已经开始初露头角。一段时间以后,就担任了室里振动冲击组的组长,并带领全组人员攻克一个个技术难题,并取得了3项重要成果。

一是任课题组长负责研制出我国第一套完整加速度校准装置。这是一个由气炮、弹道冲击摆和落球式三套装置组成的大系统,结构复杂、技术要求高。经过近10年艰辛努力,终于研制成功。这项研究成果后来获得了全国科学大会奖。

二是率先开展安-24飞机故障诊断研究,取得重大技术和经济效益。20世纪70年代初,我国从苏联购买了几十架安-24飞机。这些飞机经我空军试用后,发现其中有多架在飞行过程中振动特别厉害,甚至连发动机叶片都会振断。这对飞机而言无疑是致命的,只得停飞。中央对此事非常重视,要求航空工业部组织科技人员迅速与苏方共同查明原因。航空工业部科技局立即将这项任务交给了由张彦仲负责的技术攻关小组,要求尽快诊断出飞机故障所在,寻找解决方案。飞机故障诊断,当时在我国还是空白。于是张彦仲和小组的同事们一起分头查找国际上的相关资料,进行分析和研究,而且使用了“高技术装备”计算机,编制了诊断方案和程序。然后,攻关组一起出动,奔赴各地机场,对几十架安-24飞机逐个进行测试和分析,积累了大量数据,终于找出了造成叶片断裂的主要原因是:发动机主轴转速在14.15倍时的振动谐波,会与叶片产生共振,进而引起强振。科学的论证分析与确凿的数据,证明了这故障是制造方造成的,苏方只得无偿更换了13架有问题的飞机发动机。此举,为国家挽回了1亿多美元的经济损失。

三是任专业组长负责研制出振动分析仪。20世纪六七十年代,国内绝大部分工厂和用户,都没有体积庞大且昂贵的计算机,使发动机试车时,动态监控转子振动成了一件相当困难的事情。为了破解决这一生产难题,张彦仲查找了许多资料,反复研究,提出用转速跟踪滤波的原理研制一种便携式振动分析仪。不久,一台经济实用、快速便捷的便携式振动分析仪研制成功。此项成果获三机部成果奖。

正当课题组的科研工作进行得热火朝天之际。1966年,史无前例的“文革”风暴席卷全国。张彦仲不愿参加“文革”中的派性斗争,在“知识分子要下放劳动”的口号下,无奈地要求到锅炉房烧锅炉。锅炉房是个又脏、又苦、又累的地方,但这儿毕竟可以脱离派性斗争,对喜爱学习的张彦仲来说,倒是一个学习外语的“好机会”。他带着一本英汉词典和一本英文版的毛主席著作,在锅炉房里边干活边学习。两年时间下来,张彦仲的英语水平大有长进。

1978年3月18日,全国科学大会在北京隆重举行。张彦仲怀着极其喜悦的心情,携带着自己的科研成果,以获奖人员代表的身份参加了具有划时代意义的这次全国科学大会,亲自聆听了邓小平关于“科技是生产力”、“知识分子是工人阶级一部分”的重要讲话。张彦仲顿时觉得,祖国的科学春天已经到来,他又可以为我国的航空科技发展出力了。

剑桥留学

1979年,张彦仲已近不惑,这位事业正旺的中年工程师,为了提升自己的专业能力,将来更好地报效祖国,宁可放弃副所长职位,也愿去英国留学深造。1981年4月8日,张彦仲远涉重洋来到英国。新中国成立30年来,剑桥大学三一学院(Trinity College)迎来了新中国第一位研究生。他在该学院厚厚的注册簿上,用中、英两种文字写下了自己的国籍和姓名。

入校仅3个月,根据张彦仲刻苦钻研的精神和对研究课题的求证,由几位教授竭力保荐,就获得了英国政府设置的海外研究生奖学金和剑桥大学奖学金。张彦仲进入三一学院工程系后,开始学习数字信号处理专业,这是他的第二次改行。数字信号处理是1965年才在世界出现的新兴学科。这个专业在发达国家已有长足进展,而在中国却属于一片刚刚开垦的处女地。该学科有很多分支,但它的核心是研究信号的时间领域和频率领域所表示的相互转换,即傅里叶变换。尽管人们已经把数字计算机引入了该研究领域,但常常因变换运算次数太多、太繁,而无法满足研究对象的快速要求。1965年,美国科学家库利(Cooley)和图基(Tukey)共同提出了一种快速傅里叶变换算法,简称FFT。一下子把1000点傅里叶变换的运算速度提高了100多倍,这可是一个了不起的飞跃。以后世界上掀起了研究FFT热潮,都试图探索超过FFT的新方法。10年过去了,却始终未突破FFT的窠臼。直到1975年,美国科学家威诺哥莱德(Winograd)再破纪录,他提出的新算法其速度比FFT又快了若干倍,轰动了整个数字信号学界。这种算法也以科学家的名字命名为WFTA。此后,全世界向WFTA挑战的人数以千计,可5年多来还是没有人取得突破。此时,张彦仲的导师雷纳教授提出,要他来做这个研究课题。这的确是一块非常难啃的硬骨头,要在两年的留学期内完成,风险非常大——如果能做出来,拿到博士学位自然没有问题;若不能完成,就会一事无成。当时张彦仲感到压力很大,但经过慎重考虑后决定,明知山有虎,偏向虎山行,决心向傅里叶快速变换——这根高悬的世界标杆冲刺,为国争光。

张彦仲一方面学习数字信号处理基本知识,另一方面试用理论物理中用的群论方法,钻研现代代数中群环域理论,用于数字信号处理研究。大量推导和计算表明,利用“子群卷积”性质在采样长度为(Pm-1)时的傅里叶变换是一种全新的好方法。与WFTA相比,这种算法程序结构更简单、运算次数更少、速度更快。它成为当时世界上进行这类运算的最优算法,在理论和实践上都实现了突破——中国人创造了快速傅里叶变换研究领域中的新纪录。1983年9月13日,张彦仲在联邦德国南部小城埃尔兰根,参加欧洲第二届数字信号处理会议,并宣读这篇论文,得到了专家们的认可。

完成“子群卷积”算法之后,有专家对张彦仲说:“仅此一项,你就可拿到博士了!”可张彦仲并不以此为满足,他还要在科学高峰上继续攀登——向计算机逻辑电路设计中的“异或门”电路简化方法进军。他最先用熵理论证明了异或电路比布尔电路更简单和易纠错等优点,但由于异或电路简化的难题长期没有得到解决,影响了其应用。他花了几个月时间,运用他独特的思维方式,在这个未知领域纵横驰骋、左冲右突,很快就触摸到问题的症结,并发明了异或电路的简化方法——邻接板性映射法。系统地解决了异或电路的简化问题,为异或电路的CAD奠定了基础。后来有100多篇外国专家的论文引用了该成果,并在德国和日本分别召开了两次国际会议,专题研讨这一新兴学科领域。

再次的成功,极大地鼓舞了张彦仲的斗志。他继续扩大战果,开始研究公共门效应,很快又解决了多输出“异或门”电路的简化和延伸域GF(2m)上逻辑函数的简化问题。这一新的开拓,对大规模集成电路的设计和发展提供了有力的推动。张彦仲的导师对他的这段工作给予很高评价。雷纳教授认为,他在“异或门”电路简化的研究领域,已居世界领先地位。

此后,张彦仲又解决了“稳定反馈移位寄存器”的综合问题,提出了两种不同的综合方法,为码论及时序电路的应用作出了重要贡献。

1984年10月23日,剑桥大学授予张彦仲博士学位,成为剑桥大学三一学院首位来自新中国的博士。在获得博土学位后,张彦仲的导师和外国同行一再挽留,还有多家外国大公司和研究机构要重金聘请。他们认为,像张彦仲这样的学者,要想继续在信息领域做出贡献,只有利用国外先进的科研条件和优良的学术环境,否则很难发挥出应有的水平。张彦仲对这些热情邀请一一婉辞,他的目标非常明确:中国的“四化”建设急需大批专门人材,要尽快回去,以自己的学识报效培育自己成长的祖国。

张彦仲回国后,受到著名科学家钱学森和张震环、叶正大等有关部门领导的亲切接见。1985-1993年张彦仲先后担任中国航空工业部副总工程师、总工程师职务,1993年5月起任中国航空工业总公司副总经理并兼航空研究院院长。他非常重视航空科学基础研究和人才培养,做了不少有前瞻性的基础工作。

1985年12月,他组织创立航空科学基金,这是国内最早的科学基金。至2000年,该基金已资助2280个项目、14933人次,获国家级、部级奖336项,出版专著275部,论文1万多篇,培养研究生4310人。1996年他给李岚清副总理写信,倡议并筹集航空奖学金,亲任奖学金主任。航空奖学金已资助了600名贫困大学生。上世纪90年代,他倡导并奠基建设航空重点实验室和金航工程,现已建成了几十个实验室。1992年,他任国际航空科学理事会(ICAS)组委会主席,在北京组织召开了第十八届国际航空科学大会(ICAS’92),有30多个国家、500多名中外专家参加,在国际航空界影响巨大。1995年他和其他专家一起,倡议将航空列入高科技领域,被中央采纳,并写入十四届五中全会决定,从此确立了航空的高科技地位。

临危受命

1999年,张彦仲担任中国航空工业第二集团公司党组书记、总经理。这是他的第三次改行,也可以说是“临危受命”。中航二集团组建之初,面临着军品任务少、国家投入少、科研单位少、亏损企业多的“三少一多”困难。他带领集团公司21万职工,艰苦奋斗,自强拼搏。三年使中航二集团从1999年的亏损大户,到2002年扭亏为盈,实现利税十几亿元,变成中国军工企业的利税大户,他因此受到领导部门的奖励。

他创造性地把系统工程与成本管理相结合,提出并推广“成本系统工程”,每年降低成本3%,3年降低成本十多亿元,获国防科技进步奖。

张彦仲始终把发展航空放在首位。当时中航二集团没有军机重点型号任务,2000年他领导大家力争到空警200、新直升机、鹰击导弹和运8电子飞机等6个高新项目工程。组织的型号研制,均在2003年前上天。张彦仲获得了高新工程金质奖章。

他积极发展民机,实施“引进来”战略。2002年经国务院批准,与巴西签订了合资生产ERJ145支线飞机合同,成立了合资公司,一年首飞上天。中航二集团还积极实施“走出去”战略,扩大外贸。1999年K-8飞机成功地以生产线转让形式出口外国80架(后又增加40架),开创了我国从单一出口飞机转变为出口飞机生产线的先河。

他提出“三步走”建设大集团的发展战略,在军工集团中率先实施战略重组、整体上市的重大改革。中航科工股份公司(HK2357)于2003年10月30日在香港成功上市。共在资本市场上筹资几十亿元,加快建立现代企业制度,成为国际市场认可的现代化企业。

老骥伏枥

2003年12月17日,张彦仲退居二线,仍不忘努力工作。2004年,他就任中国工程院机械与运载工程学部主任、主席团成员后,为国家和航空事业的发展不知疲倦地工作着。2004年他担任中国工程院建设节约型社会战略研究课题组长,组织100多名院士、专家,分成8个子课题,经过两年研究,提出了2020年实现单位GDP能耗减低40%的目标;支持小排量汽车、重视风电和核电等一整套建议,被国家采纳,得以实施。2005年1月25日,联合国贸易和发展组织在日内瓦举行“外国直接投资对发展中国家的影响”会议。受商务部的委托和中国工程院推荐,张彦仲代表中国出席此次会议,并在会上作了题为“研发全球化是经济全球化的新趋势”的主题发言,引起了与会者的极大兴趣与关注,会后他应邀到德国、加拿大演讲。2009年,他受特区政府的邀请,赴港澳做“当代杰出华人科学家公开讲座”主讲嘉宾,他的报告引起了港澳社会各界的强烈反响,并被澳门科技大学聘为荣誉教授。

2004年,他参加国家中长期科技发展规划的制订,与专家一起积极建议把大型飞机列入重大专项,被中央采纳。2006年,国务院成立大型飞机重大专项方案论证委员会,张彦仲和李未、顾诵芬院士共同主持论证,对大型飞机的经济、技术、进度、定点、技术途径等问题进行深入研究,提出了“军民统筹,东西兼顾,内外结合,小先大后”的实施方案。得到党中央、国务院和中央军委的批准并正式立项,已开始研制。2008年,国务院批准成立大型飞机重大专项专家咨询委员会,张彦仲任主任,为国务院大飞机重大专项领导小组提供决策咨询服务。2008年6月,他主持工程院救灾机械与运载装备专题研究,最早提出建设航空救援体系的建议,经中国工程院上报,得到中央领导的批示实施。2010年,他与李天院士主持工程院、科学院“十二五航空战略性新兴产业”的研究,使大飞机、支线和通用飞机纳入到国务院“关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定”,受到国家重点支持。

张彦仲,这位为航空工业奋斗了半个世纪的老航空人,不仅长期在航空战线担任要职,还著书10部(12册),在国内外发表科技论文200多篇。他还是中共十三届、十四届中央候补委员,全国政协九届、十届委员。北航兼职教授和博士生导师,国际航空科学理事会(ICAS)执行理事兼学术委员会委员,全国信号处理学会理事长,中国航空学会、中国宇航学会、振动工程学会和高科技产业化协会副理事长。1986年获国家级有突出贡献的科技专家称号,1991年获全国优秀留学人员奖,2000年获英国剑桥国际中心20世纪科学成就奖,2004年获全国企业管理精英人物奖。

如果说,年轻人立志报国,志在千里,那么张彦仲则把目标定在了蓝天、定在了祖国的航空事业。如今这位年逾古稀的老专家、中国工程院院士,仍然在报效祖国航空事业的征途上继续奔波着……

责任编辑:思空

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