立足國需 鑄中國航空夢——記國家“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

本刊記者 祝傳海

立足國需 鑄中國航空夢——記國家“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

本刊記者 祝傳海

2015年11月2日，C919大型客機(jī)總裝下線。在歷經(jīng)8年的光陰蹉跎后C919終于破繭化蝶，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)中程干線客機(jī)技術(shù)突破。自主生產(chǎn)大型客機(jī)意味著祖國的高端裝備制造業(yè)發(fā)展到一個(gè)全新的高度了，這是歷史性的突破。

大飛機(jī)是幾代中國人的夢想和呼喚，大飛機(jī)讓幾代中國人魂?duì)繅艨M。與建國初期的歸國英才一樣，“千人計(jì)劃”特聘專家們懷揣著強(qiáng)烈抱負(fù)，渴望用自己所學(xué)投身于祖國建設(shè)。他們?nèi)缤?xì)流逐漸匯聚成股股浪潮，在國家發(fā)展進(jìn)步長河中泛起美麗浪花。他們是中國躋身國際民用航空制造業(yè)的希望之星，而且也代表著中國向大飛機(jī)制造領(lǐng)域進(jìn)軍的決心。

熊躍熙在辦公室

在世界航空業(yè)起步階段，中國曾是唯一與西方相提并論的亞洲國家。當(dāng)1903年美國萊特兄弟開創(chuàng)人類航空新紀(jì)元之時(shí)，1911年中國就擁有自制的飛機(jī)。時(shí)至今日，國產(chǎn)大型客機(jī)C919首架飛機(jī)總裝下線并于今年首飛，預(yù)示著中國航空工業(yè)一代人的夢想即將實(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想。這其中，就包括國家“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，他曾在加拿大國家科學(xué)院航空研究所任終身研究員，后歷任美國通用電氣公司全球研發(fā)中心高級工程師、能源集團(tuán)首席工程師以及航空集團(tuán)工程部門經(jīng)理。熊躍熙長期從事大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)與材料、航空發(fā)動機(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。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)歸國的夢想。

“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)員里通過特長考試出來，比如醫(yī)術(shù)、外語等。我當(dāng)年對外語非常感興趣，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)把上海外國語學(xué)院作為第一志愿，湖南大學(xué)作為第二志愿。”身為一個(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。但考試成績下來之后，由于成績優(yōu)異，熊躍熙擁有了可以調(diào)劑到北京的機(jī)會?！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。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。

在國外，熊躍熙讓導(dǎo)師贊不絕口。“能夠出國學(xué)習(xí)，自然要抓緊一切機(jī)會增加自己的學(xué)識。所以在國外的時(shí)間雖不能說是夜以繼日，可也是分秒必爭。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，“回國答辯時(shí)，校長說我‘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)去國外做博士后?！?/p>

國家改革開放初期，在國內(nèi)答辯后直接去國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)成回國為母校做點(diǎn)貢獻(xiàn)。”誰知1989年國內(nèi)外環(huán)境發(fā)生劇變，熊躍熙只能一直留在國外生活，真正開始了自己國外科研工作生涯?！安荒芗皶r(shí)回國，是我這輩子最大的惋惜之事?！毙苘S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，熊躍熙受雇于美國通用電氣公司（GE），首先在GE全球研發(fā)中心任高級工程師和研發(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)動機(jī)短艙結(jié)構(gòu)分析，建立發(fā)展和領(lǐng)導(dǎo)在美國、中國、印度及波蘭有近百人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析團(tuán)隊(duì)，積累了對世界頂級公司設(shè)計(jì)分析人員的管理能力?；貒?，他全面負(fù)責(zé)與中國商用飛機(jī)公司（COMAC）合作的C919發(fā)動機(jī)短艙的結(jié)構(gòu)分析。

2010年4月，應(yīng)國家外專局和ASME邀請，熊躍熙回國參加2010年中美工程技術(shù)研討會，并在先進(jìn)制造分會上發(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业难杆侔l(fā)展，熊躍熙興奮不已，他加入了國家“千人計(jì)劃”的回國浪潮。2015年，他回到母校任教，圓了自己近30年的夢想?！靶哪罟释粒K不敢忘，蹉跎到現(xiàn)在，才通過契機(jī)回到祖國。雖然已到知天命的年紀(jì)，但慶幸自己還沒到不能動彈的時(shí)候，總還是能為母校、為國家出一點(diǎn)力?！?/p>

學(xué)以致用 助力航空事業(yè)發(fā)展

無論是國內(nèi)還是國外，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、美國聯(lián)邦宇航局、美國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研究合作組織技術(shù)探討委員會的成員，并且召集成立英語國家間結(jié)構(gòu)失效評估組，建立了更加完善的結(jié)構(gòu)評估系統(tǒng)。

“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)、空氣動力學(xué)和氣動彈性的研究。”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)動機(jī)部件設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。特別在航空發(fā)動機(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航空發(fā)動機(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)自動化方面的技術(shù)開發(fā)。

熊躍熙教授

“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，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、美國、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)略增長領(lǐng)域，以支持通用電氣產(chǎn)品和服務(wù)在全球市場的競爭力。

“無論是在加拿大還是美國通用，無論是飛機(jī)還是發(fā)動機(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?，F(xiàn)在回到祖國，我也希望能在飛機(jī)和發(fā)動機(jī)的連接部件、在飛機(jī)發(fā)動機(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。

歸國的工作開展情況并非一帆風(fēng)順?！拔以谄髽I(yè)的研發(fā)圈子待的時(shí)間太久了，歸國后進(jìn)入了學(xué)術(shù)圈，需要一定的時(shí)間來適應(yīng)?，F(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：“雖然我到中國商飛、中航商發(fā)的待遇會更好，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，慢慢把我在國外近30年的科研經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，我非常滿足?！钡切苘S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)校的平臺和國內(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。現(xiàn)在社會整體氣氛浮躁，許多人拿了課題不好好做，對國家、對社會沒有任何好處。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。”下一步，他希望自己能做與發(fā)動機(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，“國內(nèi)外現(xiàn)在對發(fā)動機(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?！?/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、為國家奉獻(xiàn)我最大的力量，這是我和所有科研人員的理想?！?/p>