直升机系
一、概况(历史沿革)
1957年,我国为发展直升机教育事业,在西北工业大学建立直升机设计专业,并组建教学单位505教研室。1970年11月,为配合景德镇直升机基地建设,直升机设计专业由西北工业大学整体调整迁入南京航空学院。自改革开放以来,教研室正式更名为101教研室,直升机专业进入了一个新的发展阶段。1981年,直升机设计专业成为我国首批硕士、博士学科之一,打下了南航直升机专业在国内的坚实地位。1986年,为适应专业教育以及科研的发展,101教研室更名为直升机技术研究所。1988年,南航直升机专业被评为首批国家重点学科之一,成为开展直升机教学与科研的重要基地。1991年2月,由南京航空航天大学提出论证组建直升机国防科技重点实验室,同年6月原航空工业部通知南航与602所联合申请建设立项;1995年,正式建成由南航(总部)和602所(分部)共建的直升机旋翼动力学国防科技重点实验室。2000年10月,我校进行院系调整,直升机设计专业和飞机设计专业合并组成航空宇航学院飞行器系。2013年,为申报直升机技术国家协同创新中心,我校进行院系调整,成立了独立的直升机系。
二、师资力量
经过六十多年发展,直升机系已形成一支稳定、梯队配置合理、学历层次高、研究能力强的教学及科研队伍。目前直升机系共有教职员工41人,其中教授10人、副教授10人、讲师8人、博士后7人,均拥有博士学位;另有专职试验技术/教辅人员7人(含副高2人)。包括国家级“百千万人才”、973首席科学家、国防科技卓越青年人才、新世纪优秀人才及省“333”高层次人才等,具有一年以上海外经历的教师占60%以上,已形成了“倾转旋翼动力学”等国防创新团队。
三、主要研究领域
直升机系针对我国国防装备和航空科技的发展需求,基于空气动力学、飞行动力学、结构动力学与控制理论,围绕直升机技术开展基础、应用基础和前瞻性研究。目前已形成了直升机空气动力学及噪声控制、直升机飞行动力学及飞行控制、直升机结构动力学及振动控制、新构型旋翼飞行器总体及优化设计技术四大研究领域。协同航空支撑技术,转化新概念、新途径和新技术,拓展力学和控制理论及方法,开展新型功能直升机系统前沿技术和工程设计研究,为新型直升机或新型系统研制提供科学基础,培养国际水平的专业优秀人才和研究团队,为航空宇航科学与技术一流学科和力学学科的发展提供有力支撑。
四、代表性研究成果
1、直升机空气动力学及噪声控制方面
构建了旋翼非定常动态失速理论,提出了动态失速翼型设计理论。改变传统静态设计思想,创新开展动态失速环境旋翼翼型设计。有望解决我国旋翼翼型对国外的依赖,引领下一代旋翼翼型设计,实现“弯道超车”。发明了“CLOR”系列旋翼先进气动外形,具有高性能、低噪声特点,提高了先进旋翼非常规设计外形上的理论和应用水平,缩小了与国际最新技术差距,并获初步应用。
2、直升机飞行动力学及飞行控制方面
实现了高置信度的直升机飞行动力学建模技术。建立了满足工程需求的高置信度飞行动力学模型,显著提高了低速飞行特性预测精度,解决了机动状态异轴响应反向难题,达到国际先进水平。
3、直升机结构动力学及振动控制方面
突破了高精度的旋翼气动/结构耦合动力学分析技术。基于多体动力学技术,建立高精度的直升机旋翼气动/结构耦合、旋翼/机体耦合动力学分析方法,形成动力学分析与评估软件,达到CAMRADII水平,为直升机动力学精细化设计提供可靠技术评估手段。攻克了电控旋翼和智能旋翼技术,每片桨叶可以独立施加合理的高阶谐波输入,可实现旋翼减振、降噪和性能改善。构建了压电叠层作动器驱动的直升机结构响应自适应控制方法,有效降低了直升机振动水平。
4、新构型旋翼飞行器总体及优化设计方面
突破了倾转旋翼机总体、气动、动力学、飞行力学及控制等多项关键技术,研制原理样机,实现了过渡模式安全转换飞行。利用高效率的旋翼悬停起降性能,设计开发了多种以旋翼为主要特征的新概念飞行器。
五、学术交流
直升机系一直注重开展国内外学术交流与合作。依托直升机系建立的直升机旋翼动力学国防科技重点实验室是航空学会直升机专业分委员会挂靠单位,每年均组织召开全国直升机学术会议。此外,实验室是美国直升机学会中国分会挂靠单位,曾成功主办第1届中俄直升机技术论坛,第2、3、4届旋翼飞行器基础国际学术会议,每年协办亚澳直升机年会。目前,直升机系已与国外多所高水平大学和研究机构建立联合研究中心或合作实验室,包括与英国格拉哥大学签署直升机技术联合研究中心,与英国诺丁汉大学签订直升机结构国际联合研究中心,与俄罗斯喀山国立技术大学共建中俄联合实验室等,双方制定合作协议,形成定期互访机制。近年来,国外知名专家学者以及国内著名专家近160多人来我系讲学;同时,派遣本单位人员出国讲学和国内讲学280多人次,有效的扩大了直升机系在国内外的影响。
六、人才培养
六十年来,直升机专业在许侠农先生和王适存先生等老一辈著名教授的开拓和带领下,共培养了各类直升机专业人才近3000人,其中本科生超过2000人,硕士600多人,博士200多人。涌现出了包括院士、军界将军、工业界掌门人以及型号总师等多位行业领军人物及杰出人才。
中国工程院院士 向锦武(直升机专业本科)
直10/19总师 吴希明(直升机专业本科)
直-20总师 邓景辉(直升机专业硕士、博士)
目前在校研究生235人,其中博士研究生54人,硕士研究生181人,含留学生8人。获得挑战杯、中航工业杯比赛等特等奖、一等奖等多次,获得江苏省、全国优秀博士、硕士论文多次;本科生团队设计的“曙光”遥控救灾无人旋翼飞行器荣获AHS的第33届世界大学生旋翼飞行器设计竞赛第一名。这是首次非美国大学的团队获得第一名,获得第二和第三名的分别是美国乔治亚理工学院和宾州大学。
AHS的第33届世界大学生旋翼飞行器设计竞赛第一名
研究生 | 导师 | 时间 | |
全国优秀博士论文 | 徐国华 | 王适存教授 | 2000年 |
宋来收 | 夏品奇教授 | 2016年 | |
江苏省优秀博士论文 | 招启军 | 徐国华教授 | 2006年 |
宋来收 | 夏品奇教授 | 2014年 | |
江苏省优秀硕士论文 | 赵景根 | 高正教授 | 2001年 |
李春华 | 徐国华教授 | 2004年 | |
黄道博 | 刘勇博士 | 2017年 |
七、社会与国防服务
直升机系及直升机旋翼动力学国家级重点实验室不仅肩负着直升机专业人才的培养,还积极服务社会和国防,多名老师直接参与国家多个直升机型号研制的型号论证、技术难题研讨和攻关;同时还一直服务社会和企业,开展直升机科普教育活动、行业发展咨询、技术咨询等。自2019年起每年举办实验室开放日活动,用通俗的语言向中、小学学生为主的社会公众介绍直升机知识,激发大家的对直升机的热爱,每年的活动都吸引上千名观众参观实验室。
服务国防
服务社会