2007年的“五一国际劳动节”,对多数人来讲是个休闲的好时机。然而,南京航空航天大学的高正教授却要忙着新机种的试飞,无法像常人那样尽情享受这样的节日。说起这个特殊的机种,高正教授显得非常兴奋。
四十年耕耘,发明,再发明
第一架直升机诞生到现在,直升机在技术上经历过几次重大突破。90年代以后的第四代直升机,算是当今最先进的机种。不过,它们仍然都沿用着传统型式,六十年没有多大改变。而南京航空航天大学高正教授主持研制的新型无人直升机,不仅外形有了突破性的改观,技术上更有突出的优势。它既有常规无人直升机的广泛用途,又特别适合某些特殊重要任务。高正教授在晚年完成了这样卓越的创造,对直升机科技发展和我国国防建设做出了新的贡献。难怪高正教授谈起它是那么激动!
激动的还不只高正教授本人。2006年,当这一全新型式的无人直升机展现在国内同行专家面前时,全场一片哗然。有人无比兴奋,这可是中国人自己研制的新机型,具有自主知识产权;有人惊叹不已,从2002年他提出这一创新设计方案,随后他作为总设计师,带领研制组攻克了气动干扰、动力学稳定性、飞行器增控增稳和自动导航等关键技术,直到样机试飞成功,5年中付出了多少艰苦的创造性劳动啊。2006年,该机通过国防科工委组织的技术鉴定,评价为“总体构形新颖,世界首创”,“具有广泛应用前景”;2007年,获“国防发明专利”授权。高正领导的研制组被授予“装备预先研究先进集体”荣誉称号。
创新是艰难的。不仅难在技术上,还难在人为的阻力上。早在方案阶段,就有位专家向机关领导进言:这样的方案是不可行的,不要支持;还有人提出了质疑:“国外有这种飞行器吗?既然这么好,为什么外国人不搞出来?”外国没有,难道中国就不能有?!这是高正教授最不服气的。他从1958年参加白手起家搞中国自己的直升机研制到现在,一晃近40年了。这四十年来,他以从来不服输的“犟劲”,与这项高难度的机种较上劲。几个回合下来,如今,他与中国直升机界千万同行一道,使我国这个最初一片空白的领域,不仅硕果累累,而且在国际直升机界也确立了举足轻重的地位。
2005年在中国南京召开的国际直升机学术会议,令高正教授颇为感慨。这次会议,不论是参加会议的中国学者人数,还是论文数,无论是论文涉猎的领域,还是论文的水平,在这个国际学术舞台上中国人与外国人相比竟毫不逊色。他回忆起20年前,同样是他参与组织的国际学术会议上,那时我国学者势单力薄,虽是东道主却只能起配角作用。现在情形完全不同了,仅他的学生的十几篇论文就使得外国学者刮目相看,这让从事了一辈子直升机事业的高正教授感到无比的欣慰!在有生之年,他看到了我国直升机事业兴旺发达的这一天。这里凝聚着他的汗水,也凝聚着他的才智;这里有他的付出,也有他的贡献。
翻开高正教授的介绍资料,那段简短的文字,就是最好的说明——先后获国家、部省级科学技术奖14项,其中国家技术发明三等奖1项、全国科学大会奖1项,部省级一等奖1项、二等奖7项;国家和省教学成果奖4项;出版著、译作8部,发表论文百余篇。2001年被评为“江苏省劳动模范”,2004年被教育部授予“全国优秀教师”称号,2005年被国务院授予“全国先进工作者”。
四十年执着,创新,再创新
高正教授在学生时代就参与了我国首架直升机的研制工作和直升机试验室的建设;在王适存教授指导下攻读了直升机研究生之后,四十多年来一直工作在直升机教学和科研第一线,成果累累,在直升机核心技术领域做出了系统性的突出贡献。
早在上世纪六、七十年代,高正教授自始至终投身于我国第一架自行设计的“延安二号”直升机研制工作,1971年开始全面主持研制工作。他带领试车试飞组试验二百多次,先后解决了发动机/联轴器耦合振动发散、传动系统扭转共振等技术关键,于1975年试飞成功,首次完成了我国独立自主研制直升机的全过程,所积累的经验对我国直升机型号研制影响深远。“延安二号直升机研制”1978年获全国科学大会奖,高正教授因此被授为“江苏省科技先进工作者”。
八十年代,他发明了“旋臂机”,解决了直升机机动飞行试验的难题。
以往的直升机机动飞行空气动力实验研究,多依赖真机试飞,风险高且耗费大。1981年高正在美国普林斯顿大学进修时,见识了那里的“长轨道”试验室,但认为这样的方法有诸多局限性,那时就有了自己的设想。高正回国后,为了继续进行直升机的机动飞行、贴地飞行研究,他立即把他的创新构思细化为设计方案,联合本校自动控制、测试等领域的专家和技师共同创建了“旋臂式模型旋翼机动飞行试验机”大型试验系统。这样一种具有我国自主知识产权的“旋臂机”高高地耸立在人们的面前,成为学校一道独特的科技风景。它是多学科联合交叉合作的结晶,可以解决直升机贴地飞行、旋翼动态操纵响应、机动盘旋、涡环状态等试验难题。在这项发明中,他攻克了机动飞行模拟及动态测控等关键技术,使那个看起来有点庞大的“旋臂机”,具有了风洞、旋翼台、轨道车等国内外现有设备所不具备的机动飞行试验能力,属国际首创。普林斯顿大学“长轨道”实验室的创建者、美国直升机飞行力学权威HC.Curtiss教授对该系统给予了高度评价,认为它特别适合于直升机机动飞行的试验研究,并利用该设备与高正教授进行合作研究。多年来,这套实验系统在我国直升机技术的基础研究和型号研制中发挥了重要作用,多项成果已用于我国多种型号的直升机研制中。1995年,获国家技术发明三等奖。
九十年代,利用这套试验系统,高正教授和他的研究生辛宏完成了关键性的旋翼涡环实验,发现了旋翼陷入涡环状态的气动特征,找到了确定“涡环边界”的物理依据。以此为基础,经过理论研究及飞行试验验证,提出了确定涡环状态危险边界的判据,建立了确定直升机涡环边界的新方法。该成果解决了涡环失控状态这一直接危及直升机飞行安全的难题,成功用于我国武装直升机设计和14种民用直升机涡环安全边界的制定,并被编入《飞机设计手册》。2002年获教育部科技进步一等奖。
高正教授和他的学生辛宏所创立的方法,被著名直升机老专家、美国E.Kwood教授称为“高/辛涡环边界”,并得到国际直升机权威、美国NASA的W. Johnson的高度评价,被应用于美国海军“直升机涡环告警系统”。
这是用中国人的姓命名的理论。高正教授以他的学术成就为中国直升机科技界赢得了国际声望。2002年10月,高正教授被授予“伊戈尔西科尔斯基直升机研究奖”(IGOR I.SIKORSKY HELICOPTER RESEARCH AWARD),是我国唯一获此殊荣的学者。
进入21世纪,他率先开展电控旋翼技术研究,取得了创新成果。电控旋翼是美国NASA于2000年提出的九项航空“革命性概念”的项目之一,它基于电传操纵概念,利用各片桨叶后缘的伺服襟翼的偏转运动实现旋翼的变距操纵。采用这种旋翼,可以取消常规直升机上的自动倾斜器、机械操纵杆系以及液压助力系统,从而大幅提高直升机的重量效率和可靠性,并且便于实现直升机的减振、降噪。高正教授看准这将是直升机技术的重大革新和发展,立即带领研究生和博士后开展相关理论研究,并成功研制了电控旋翼原理样机。他们先于美欧,在国际上首次进行了试验验证,首次实现了电控旋翼的总距和周期变距操纵,为电控旋翼的工程实现奠定了技术基础。2005年获国防科学技术二等奖。.
四十年奋斗,业高,人正
高正教授仍在给本科生上课。此外,他还为新入学的研究生补空气动力学的基础课。他给一、二年级学生作关于科技创新的讲座,他指导并资助学生的课外创新活动,…….这可能都是一些很小的事,但却足以让人感动!这可是一位年近70的老教授,这可是一位德高望重的知名专家!然而,更让人感动的是,他对学生的那腔热爱之情。更让人感动的,还有他本身所具有一种学术境界。自己争取到的与美国、韩国的合作研究项目,自己争取到的国内研究课题,他却让青年教师担当负责人的角色。一项项的成果出来了,可在获奖“功臣榜”上,高正教授的名字常常是自动“退位”。这样的“退”,让更多的年轻人有了更多“进”的机会。
这就是高正教授!在他四十余年从事教学和科研工作中,始终致力于学科和团队建设。他主持建设了“飞行器设计”国家重点学科;他主持创建了我国直升机领域唯一的国防科技重点实验室——直升机旋翼动力学实验室,是我国直升机科研和人才培养的重要基地,在国际直升机界具有重要影响;他重视人才培养,注重学术队伍建设,培养出多名青年学术带头人和44名博士、硕士,带出了国防科工委命名的“国防科技创新团队”;他为我国直升机学术界对外合作与交流做了开拓性工作,曾任美国直升机学会(国际)北京分部主席,现为国际无人机协会执行委员。
这就是高正教授!近十几年来,他承担了XX直升机飞行品质计算、工程模拟器飞行力学建模,Z-X舰载机舰面流场计算和试验,Z-XA旋翼新型桨尖设计与试验等我国直升机研制中的多项重要任务,参加“八五”、“九五”、“十五”直升机预研规划的制订及Z-6、Z-8、Z-8A、Z-9C、Z-11等型号直升机的技术工作,担任X型新机专家组的专家。在中国工程院主持的高技术产业“十一五”发展重点咨询研究——航空航天产业领域中,承担直升机产业发展规划的编制,其中多项重要建议已经付诸实施。
这就是高正教授!他率先在国内开展了直升机贴地飞行、大机动飞行、旋翼瞬态操纵响应等研究,建立了旋翼非定常气动特性分析的新方法,解决了武装直升机飞行品质设计中的大机动飞行非线性建模和逆解方法等关键技术,其理论作为我国武装直升机设计的技术基础,已成功应用于直升机型号研制,获部省级科技进步奖9项。
这就是高正教授!他率先开展了我国直升机气动干扰研究,揭示了旋翼/机身复杂干扰流场的特性,提出了旋翼/机身耦合系统气动载荷的实用计算方法,解决了Z-X直升机振动故障分析的难题,并为美国西科斯基直升机公司完成了旋翼/机身气动干扰研究项目。他提出的舰面流场计算方法和直升机安全着舰判据,已用于制定我国某型反潜直升机和Z-9C直升机舰上起降风限图,获部省级科技进步奖2项。
这就是高正教授!他致力于发展我国直升机技术基础,他撰写的专著《直升机飞行动力学》和《直升机空气动力学的新成果》,译著《直升机性能及稳定性和操纵性》,编译作《直升机设计》,已在我国直升机界广泛使用,对我国直升机技术的发展起了重要的推动作用;作为负责人之一,他为编制我国《军用直升机飞行品质规范》、《直升机气动力手册》、《军用直升机飞行性能规范》、《直升机术语》等8部手册、规范作出了重要贡献,为我国直升机研制和发展提供了技术基础;他他将美国新军标“ADS-33直升机飞行品质要求”引入我国,作为修订我国同类规范的基本参考资料;组织同行专家合作编著《美国军用直升机规范评介》,并合作完成了用于XX直升机的飞行品质规范剪裁本,满足了我国武装直升机型号研制的急需。
还有很多很多。
这就是高正教授!在他为中国直升机事业奋斗的一生中,有太多的第一,有太多的首创,有太多的率先,有太多的创新。
这就是高正教授,在他为中国直升机事业奋斗的一生中,有太多的品格,有太多的境界,有太多的风范。
这就是高正教授,一生勤奋、敬业;这就是高正教授,业高,人正!
注:原文刊载于《科学时报》