科技日报:高正:四十载投身撼天之旅

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/05 08:10:57
“五一”长假,南京航空航天大学的校园里已经没有了平日的喧嚣,明御河静静地从校园中穿过,河堤旁一行绿柳掩映下的直升机实验室更显静谧。师生们大多踏上回乡或度假的旅途,然而一种新型无人直升机正在进行紧张的试飞,这个月底它将迎来国家有关部门的项目验收。


  就在去年底,国防科工委对该项目组织的技术鉴定会上,这种在世界飞机发展史上前所未有的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机,由于“总体构形新颖,世界首创”,赢得了多名院士的高度评价


  对于“旋翼/涵道风扇”式无人直升机的总设计师高正来说,这早已不是他的第一个“首创”。我国第一架自主研制的直升机“延安二号”,目前世界上仅有的“旋臂式模型旋翼机动飞行试验机”、让直升机能够摆脱“死亡陷阱”的“高/辛涡环边界理论”、彻底改变现有直升机桨叶传动结构的“电控旋翼”……
  在高正的人生轨迹中,具有国际原创性的研究可以信手拈来,他的成果一次次向世界证明着中国直升机研发的实力。

  “我和直升机是‘先结婚后恋爱’” 

  像绝大多数科学家一样,虽身为我国直升机科技领域的主要开拓者和学科带头人,他仍然很少出现在公众视野中。如果有人依稀记得高正这个名字,或许是源于《百家讲坛》“撼天之旅”节目中,将直升机原理和中国直升机发展史娓娓道来的那位长者。诚然,40年,高正的研究见证了新中国直升机的发展历程。 

  “我和直升机是‘先结婚后恋爱’”。高正经常这样打趣。


  虽然曾经的梦想是投身地质事业,为国家发掘宝藏,但在高中毕业时,组织上却挑选他去学习“特种专业”。当手里拿着那份没有地址、没有校名、没有专业,只写着“南京1400邮政信箱”的录取通知书时,高正也没有想过自己会从此结缘直升机,开始他的“撼天之旅”。
  “我是祖国一块砖,哪里需要哪里搬”。带着那个年代的烙印,进入大学的他,把直升机作为了一生的追求。在大四那年,学校来了一位苏联专家讲授直升机专业知识,高正有幸成为学生之一。之后,在研究生班中,他师从“中国直升机研究泰斗”王适存教授。 `

  入行半个世纪,高正历经了学校的数次辗转搬迁合并,前苏联专家的撤离,以及十年“文革”的动荡,但他对直升机技术不离不弃,始终没有离开过国防尖端科学领域半步。
  “现在,外国人能做的中国人也都能完成,虽然我国在材料工艺和电子设备方面稍差一些,但是我们的空气动力学、飞机设计已经达到国际一流水准,关于直升机,中国已经具备了与发达国家平等对话的地位。”透过高正铿锵有力的字句,我们似乎能感受到中国直升机发展跳动的脉搏。
  “‘延安二号’让我获得了更多机会”
  如果,每个人的生命中都有若干不可磨灭的烙印,那么,对于高正来说,“延安二号”绝对是最深刻的一个。
  1965年,我国第一架自行设计制造的直升机“延安二号”总体设计方案提出,高正作为总师秘书参与研制。当时,我国直升机技术基础、实验基础都相当薄弱,再加上动荡的政治背景,研发历经多次反复和失败。1971年,不到三十岁的高正全面接手“延安二号”直升机的研制工作,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。1975年,“延安二号”试飞成功,首次完成了我国独立自主研制直升机的全过程。


  3年后,全国科学大会的召开,中国迎来了久违的科学春天。在这次大会上,高正因此而荣获“全国科学大会奖”,这让他更加坚定了在这个科学的春天里把中国直升机放飞蓝天的信念。


  “为‘延安二号’我们都付出了许多,而也许正是‘延安二号’让我获得了更多机会。”高正说。


  1981年,他作为国家选派学者,前往美国普林斯顿大学航空与机械系进修。高正在国内从事的是直升机空气动力学研究,而普林斯顿大学当时恰恰是直升机飞行力学的权威学府,这足以让他废寝忘食,独自在异国他乡苦心研读。

  两年后,学成归来的高正,一米八的个头,瘦得只剩130斤。不过,那段时间系统深入的学习,为他日后在直升机领域一次次飞跃,最终成为国际直升机界知名专家,奠定了坚实的基础。
  说起“旋臂机”,就像说起自己的孩子
  在南航明御河畔,有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。
  曾经,为了实验室的筹建,高正淡出南航飞机系主任的行政管理岗位。从实验室的申报、审批到建设,直至随后的投入使用和验收,他付出了巨大心血。


  如今,这个实验室已经成为我国重要的从事直升机基础研究和高级人才培养的基地,为中国直升机科学技术进步发挥着不可或缺的作用,并在每次国家的绩效评估中,获得了近乎全优的好成绩。


  每天,高正都会早早地来到他一手创建的实验室,从那架由他设计的“旋臂机”旁走过,而后坐在电脑工作台前,一干就是十几个小时
  “‘旋臂式模型旋翼机动飞行试验机’的设计方案是1991年提出的,而到目前,这仍是世界上仅有的。”说起“旋臂机”,高正就像说起自己的孩子,欣慰中又透出骄傲。
  这架史无前例、闻名世界的“旋臂式模型旋翼机动飞行试验机”,在总体设计方案提出后,由南航的自动控制、测试等领域专家共同制造,“它是多学科联合交叉合作的结晶,具有国内外设备不具备的机动飞行试验能力,是国际首创。”高正坦然说道,但是对于自己的工作却只字未提。
  1996年,这项技术被授予“国家发明三等奖”。美国普林斯顿大学著名的直升机飞行力学专家H.C.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”。
  最近,高正又对这架“旋臂机”作出改进,把原来的信号有线传输,改为无线传输,不但摆脱了那些线缆的束缚,而且大大提高了试验过程中的信号精度。


  “涡环边界理论”封堵“死亡陷阱”

  一直以来,“旋臂机”以其完好的性能在我国直升机机动飞行研究中发挥了重要的作用,如“旋翼盘旋特性试验”、“直升机贴地飞行试验”、“直升机涡环状态边界试验”、“旋翼非定常气动特性试验”、“直升机机动飞行特性试验”等,有多项成果已用于我国多种型号的直升机的研制中。
  1994年,高正和他的研究生辛宏通过使用这套设备所做的试验,找到了直升机旋翼“涡环边界”的关键空气动力特征,进而建立了确定涡环边界的新的理论方法,被国际学术界称为“高/辛涡环边界理论”。
  “‘涡环’是直升机垂直下降及陡下降时形成的一种可怕气团,它像是‘死亡陷阱’,可以让直升机失控,造成机毁人亡的悲剧。”高正详细地为记者解释其中的原理,而通过“高/辛涡环边界理论”的测算,飞行安全会更加有保障。
  2000年,美国海军研究院利用这项理论成果,研制出了“直升机涡环告警系统”。同年,这套理论经反复论证后,计算出了我国所有民用直升机的涡环边界,已经载入飞行手册中,以提醒飞行员避免由于陷入涡环状态而带来机毁人亡的事故。


  目前,该理论被收入我国《飞机设计手册》第19册,并获得教育部科学技术一等奖。然而,在高正看来,他们“只不过是用实践手段解释和改进了已经存在的各种涡环理论而已”。 

  为造新机型不惜做“负翁”


  已在这个行业奋斗了半个世纪的高正,仍然保持年轻人一般的激情,对直升机领域出现的新鲜事物充满渴求。   2000年,他参加中国航空代表团前往欧洲考察,在德法合作的直升机5年预研规划中,敏锐地发现了外国科学家关于电控旋翼的设想,他认定:“如果这一技术得以实现,将是直升机发展史上革命性的突破。” <     没有任何有价值的科研成果可供参考的情况下,又是四年攻关,高正提出了一种有效的电控旋翼/襟翼耦合配平新方法,并成功研制了电控旋翼原理样机,实现了电控旋翼的总距和周期变距操纵,在国际上首次进行了试验验证,为电控旋翼的工程实现奠定了技术基础。2005年,这项成果又获得了国防科学技术二等奖。
  对于过往的成绩,高正并不愿多说,此时他心中所系正是即将面临验收的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机。

  说到这个项目,还不得不提高正“欠钱”的插曲。在新机型研发立项之前,经费问题比技术问题更让他头疼,好在这个时候南航的校领导果断地伸出援手,分两笔借给他367万元科研经费。


  “这可当真是借的,我还写了借条在那呢。”高正笑呵呵地说。
  在这个项目中,高正作为总设计师,主持解决了气动干扰、动力学稳定性、飞行器增稳和自动导航控制等关键技术,新机型实现了自主航线飞行,具有高升限、长航时、通用性强等优势,是一种多用途载机平台。    再过半个月,这架国际首创、独一无二的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机就将迎来鉴定验收,到那时上级下达的科研经费足够他还学校的欠款了。    对项目十足的把握,让他“负翁”也当得坦然。    采访中,高正或有意无意地回避着那些属于他的荣誉。“但问耕耘,莫问收获”被他当作人生的信条。2002年,高正被授予“叶戈尔·西科斯基直升机研究奖”。这个以“现代直升机之父”名字命名的奖项,是世界航空领域最有分量的荣誉之一,他是我国唯一获此殊荣的专家。虽然高正把这个奖与其他大大小小的荣誉同样淡然处之,但在记者看来,这或许就是国内外同行对这位把毕生精力奉献给直升机科研事业的中国学者的最客观评价。
.  
  ■人物档案


  高正
  
我国直升机科技领域的主要开拓者和学科带头人,国际直升机界知名专家。他长期工作在科研和教学第一线,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;获国家和省教学成果奖4项;出版著、译作8部,发表论文164篇。2002年被授予“叶戈尔·西科斯基直升机研究奖”,是我国唯一获此殊荣的专家。
  高正在直升机核心技术领域做出了系统性的突出贡献:发明“旋臂机”,解决了我国直升机机动飞行试验的难题;提出了直升机涡环边界新理论,解决了危及飞行安全的难题;开拓了我国直升机飞行动力学研究新领域;率先开展电控旋翼技术研究,取得自主创新成果;注重技术基础,推动直升机科技发展。
  在直升机型号研制方面,高正也做出了重要贡献:他主持研制了我国第一架自主设计的轻型直升机;自主设计并研制成功国际上首架“旋翼/涵道风扇”式无人直升机;为我国多种直升机研制做出贡献。“五一”长假,南京航空航天大学的校园里已经没有了平日的喧嚣,明御河静静地从校园中穿过,河堤旁一行绿柳掩映下的直升机实验室更显静谧。师生们大多踏上回乡或度假的旅途,然而一种新型无人直升机正在进行紧张的试飞,这个月底它将迎来国家有关部门的项目验收。


  就在去年底,国防科工委对该项目组织的技术鉴定会上,这种在世界飞机发展史上前所未有的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机,由于“总体构形新颖,世界首创”,赢得了多名院士的高度评价


  对于“旋翼/涵道风扇”式无人直升机的总设计师高正来说,这早已不是他的第一个“首创”。我国第一架自主研制的直升机“延安二号”,目前世界上仅有的“旋臂式模型旋翼机动飞行试验机”、让直升机能够摆脱“死亡陷阱”的“高/辛涡环边界理论”、彻底改变现有直升机桨叶传动结构的“电控旋翼”……
  在高正的人生轨迹中,具有国际原创性的研究可以信手拈来,他的成果一次次向世界证明着中国直升机研发的实力。

  “我和直升机是‘先结婚后恋爱’” 

  像绝大多数科学家一样,虽身为我国直升机科技领域的主要开拓者和学科带头人,他仍然很少出现在公众视野中。如果有人依稀记得高正这个名字,或许是源于《百家讲坛》“撼天之旅”节目中,将直升机原理和中国直升机发展史娓娓道来的那位长者。诚然,40年,高正的研究见证了新中国直升机的发展历程。 

  “我和直升机是‘先结婚后恋爱’”。高正经常这样打趣。


  虽然曾经的梦想是投身地质事业,为国家发掘宝藏,但在高中毕业时,组织上却挑选他去学习“特种专业”。当手里拿着那份没有地址、没有校名、没有专业,只写着“南京1400邮政信箱”的录取通知书时,高正也没有想过自己会从此结缘直升机,开始他的“撼天之旅”。
  “我是祖国一块砖,哪里需要哪里搬”。带着那个年代的烙印,进入大学的他,把直升机作为了一生的追求。在大四那年,学校来了一位苏联专家讲授直升机专业知识,高正有幸成为学生之一。之后,在研究生班中,他师从“中国直升机研究泰斗”王适存教授。 `

  入行半个世纪,高正历经了学校的数次辗转搬迁合并,前苏联专家的撤离,以及十年“文革”的动荡,但他对直升机技术不离不弃,始终没有离开过国防尖端科学领域半步。
  “现在,外国人能做的中国人也都能完成,虽然我国在材料工艺和电子设备方面稍差一些,但是我们的空气动力学、飞机设计已经达到国际一流水准,关于直升机,中国已经具备了与发达国家平等对话的地位。”透过高正铿锵有力的字句,我们似乎能感受到中国直升机发展跳动的脉搏。
  “‘延安二号’让我获得了更多机会”
  如果,每个人的生命中都有若干不可磨灭的烙印,那么,对于高正来说,“延安二号”绝对是最深刻的一个。
  1965年,我国第一架自行设计制造的直升机“延安二号”总体设计方案提出,高正作为总师秘书参与研制。当时,我国直升机技术基础、实验基础都相当薄弱,再加上动荡的政治背景,研发历经多次反复和失败。1971年,不到三十岁的高正全面接手“延安二号”直升机的研制工作,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。1975年,“延安二号”试飞成功,首次完成了我国独立自主研制直升机的全过程。


  3年后,全国科学大会的召开,中国迎来了久违的科学春天。在这次大会上,高正因此而荣获“全国科学大会奖”,这让他更加坚定了在这个科学的春天里把中国直升机放飞蓝天的信念。


  “为‘延安二号’我们都付出了许多,而也许正是‘延安二号’让我获得了更多机会。”高正说。


  1981年,他作为国家选派学者,前往美国普林斯顿大学航空与机械系进修。高正在国内从事的是直升机空气动力学研究,而普林斯顿大学当时恰恰是直升机飞行力学的权威学府,这足以让他废寝忘食,独自在异国他乡苦心研读。

  两年后,学成归来的高正,一米八的个头,瘦得只剩130斤。不过,那段时间系统深入的学习,为他日后在直升机领域一次次飞跃,最终成为国际直升机界知名专家,奠定了坚实的基础。
  说起“旋臂机”,就像说起自己的孩子
  在南航明御河畔,有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。
  曾经,为了实验室的筹建,高正淡出南航飞机系主任的行政管理岗位。从实验室的申报、审批到建设,直至随后的投入使用和验收,他付出了巨大心血。


  如今,这个实验室已经成为我国重要的从事直升机基础研究和高级人才培养的基地,为中国直升机科学技术进步发挥着不可或缺的作用,并在每次国家的绩效评估中,获得了近乎全优的好成绩。


  每天,高正都会早早地来到他一手创建的实验室,从那架由他设计的“旋臂机”旁走过,而后坐在电脑工作台前,一干就是十几个小时
  “‘旋臂式模型旋翼机动飞行试验机’的设计方案是1991年提出的,而到目前,这仍是世界上仅有的。”说起“旋臂机”,高正就像说起自己的孩子,欣慰中又透出骄傲。
  这架史无前例、闻名世界的“旋臂式模型旋翼机动飞行试验机”,在总体设计方案提出后,由南航的自动控制、测试等领域专家共同制造,“它是多学科联合交叉合作的结晶,具有国内外设备不具备的机动飞行试验能力,是国际首创。”高正坦然说道,但是对于自己的工作却只字未提。
  1996年,这项技术被授予“国家发明三等奖”。美国普林斯顿大学著名的直升机飞行力学专家H.C.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”。
  最近,高正又对这架“旋臂机”作出改进,把原来的信号有线传输,改为无线传输,不但摆脱了那些线缆的束缚,而且大大提高了试验过程中的信号精度。


  “涡环边界理论”封堵“死亡陷阱”

  一直以来,“旋臂机”以其完好的性能在我国直升机机动飞行研究中发挥了重要的作用,如“旋翼盘旋特性试验”、“直升机贴地飞行试验”、“直升机涡环状态边界试验”、“旋翼非定常气动特性试验”、“直升机机动飞行特性试验”等,有多项成果已用于我国多种型号的直升机的研制中。
  1994年,高正和他的研究生辛宏通过使用这套设备所做的试验,找到了直升机旋翼“涡环边界”的关键空气动力特征,进而建立了确定涡环边界的新的理论方法,被国际学术界称为“高/辛涡环边界理论”。
  “‘涡环’是直升机垂直下降及陡下降时形成的一种可怕气团,它像是‘死亡陷阱’,可以让直升机失控,造成机毁人亡的悲剧。”高正详细地为记者解释其中的原理,而通过“高/辛涡环边界理论”的测算,飞行安全会更加有保障。
  2000年,美国海军研究院利用这项理论成果,研制出了“直升机涡环告警系统”。同年,这套理论经反复论证后,计算出了我国所有民用直升机的涡环边界,已经载入飞行手册中,以提醒飞行员避免由于陷入涡环状态而带来机毁人亡的事故。


  目前,该理论被收入我国《飞机设计手册》第19册,并获得教育部科学技术一等奖。然而,在高正看来,他们“只不过是用实践手段解释和改进了已经存在的各种涡环理论而已”。 

  为造新机型不惜做“负翁”


  已在这个行业奋斗了半个世纪的高正,仍然保持年轻人一般的激情,对直升机领域出现的新鲜事物充满渴求。   2000年,他参加中国航空代表团前往欧洲考察,在德法合作的直升机5年预研规划中,敏锐地发现了外国科学家关于电控旋翼的设想,他认定:“如果这一技术得以实现,将是直升机发展史上革命性的突破。” <     没有任何有价值的科研成果可供参考的情况下,又是四年攻关,高正提出了一种有效的电控旋翼/襟翼耦合配平新方法,并成功研制了电控旋翼原理样机,实现了电控旋翼的总距和周期变距操纵,在国际上首次进行了试验验证,为电控旋翼的工程实现奠定了技术基础。2005年,这项成果又获得了国防科学技术二等奖。
  对于过往的成绩,高正并不愿多说,此时他心中所系正是即将面临验收的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机。

  说到这个项目,还不得不提高正“欠钱”的插曲。在新机型研发立项之前,经费问题比技术问题更让他头疼,好在这个时候南航的校领导果断地伸出援手,分两笔借给他367万元科研经费。


  “这可当真是借的,我还写了借条在那呢。”高正笑呵呵地说。
  在这个项目中,高正作为总设计师,主持解决了气动干扰、动力学稳定性、飞行器增稳和自动导航控制等关键技术,新机型实现了自主航线飞行,具有高升限、长航时、通用性强等优势,是一种多用途载机平台。    再过半个月,这架国际首创、独一无二的“旋翼/涵道风扇”式无人直升机就将迎来鉴定验收,到那时上级下达的科研经费足够他还学校的欠款了。    对项目十足的把握,让他“负翁”也当得坦然。    采访中,高正或有意无意地回避着那些属于他的荣誉。“但问耕耘,莫问收获”被他当作人生的信条。2002年,高正被授予“叶戈尔·西科斯基直升机研究奖”。这个以“现代直升机之父”名字命名的奖项,是世界航空领域最有分量的荣誉之一,他是我国唯一获此殊荣的专家。虽然高正把这个奖与其他大大小小的荣誉同样淡然处之,但在记者看来,这或许就是国内外同行对这位把毕生精力奉献给直升机科研事业的中国学者的最客观评价。
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  ■人物档案


  高正
  
我国直升机科技领域的主要开拓者和学科带头人,国际直升机界知名专家。他长期工作在科研和教学第一线,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;获国家和省教学成果奖4项;出版著、译作8部,发表论文164篇。2002年被授予“叶戈尔·西科斯基直升机研究奖”,是我国唯一获此殊荣的专家。
  高正在直升机核心技术领域做出了系统性的突出贡献:发明“旋臂机”,解决了我国直升机机动飞行试验的难题;提出了直升机涡环边界新理论,解决了危及飞行安全的难题;开拓了我国直升机飞行动力学研究新领域;率先开展电控旋翼技术研究,取得自主创新成果;注重技术基础,推动直升机科技发展。
  在直升机型号研制方面,高正也做出了重要贡献:他主持研制了我国第一架自主设计的轻型直升机;自主设计并研制成功国际上首架“旋翼/涵道风扇”式无人直升机;为我国多种直升机研制做出贡献。