高鎮(zhèn)同：他助數(shù)千架飛機(jī)“延壽”

懷著強(qiáng)烈報(bào)國(guó)心的他在這里一遍遍測(cè)試飛機(jī)構(gòu)件的“疲勞壽命”,這成為他一生不懈奮斗的目標(biāo)。

歷屆國(guó)慶閱兵式上,一架架戰(zhàn)機(jī)從天安門(mén)上空凌空而過(guò),讓現(xiàn)場(chǎng)和電視機(jī)前的人們無(wú)不熱血沸騰。在一代代中國(guó)戰(zhàn)機(jī)的背后,有一群為戰(zhàn)機(jī)“保駕護(hù)航”的人。北京航空航天大學(xué)教授、結(jié)構(gòu)疲勞與可靠性國(guó)際知名專(zhuān)家,我國(guó)飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命與可靠性理論的奠基人, 今年91 歲的高鎮(zhèn)同院士, 就是其中富有代表性的一位。

這輩子沒(méi)有白干

“日軍的轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī),經(jīng)常凌空穿越北京……”1928 年11 月,高鎮(zhèn)同出生于北京,“七七事變”時(shí)9 歲。高鎮(zhèn)同回憶,小學(xué)大門(mén)對(duì)面就是一個(gè)日軍軍營(yíng),他和同學(xué)們每天上下學(xué)都能看到日本兵在街上橫沖直撞。

從小目睹喪權(quán)辱國(guó)、百姓流離失所之苦,幼小的高鎮(zhèn)同心中萌生了強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)情,“國(guó)家如果不富強(qiáng)起來(lái),就得受列強(qiáng)欺辱”。“國(guó)之不盛家何在?自古有國(guó)才有家?！北焙叫@,狹窄居所內(nèi),高鎮(zhèn)同脫口而出多年前有感而發(fā)寫(xiě)下的這句詩(shī)。

“中國(guó)要強(qiáng),要航空?qǐng)?bào)國(guó),必須要有好飛機(jī)。”1946 年,高鎮(zhèn)同考取北洋大學(xué)航空系,開(kāi)啟了和航空事業(yè)長(zhǎng)達(dá)73 年的不解之緣。但舊中國(guó)沒(méi)有航空工業(yè),“學(xué)航空的畢業(yè)就失業(yè)”,同屆航空系學(xué)生原有20 多人到1950 年畢業(yè)時(shí)只剩4 人,其中一個(gè)是高鎮(zhèn)同。1952 年,高鎮(zhèn)同隨清華航空系調(diào)入新中國(guó)第一所航空航天高等學(xué)府——新組建的北京航空學(xué)院,一干就是60 多年。1954 年,英國(guó)兩架客機(jī)先后失事,56人遇難,后確認(rèn)為機(jī)身疲勞破壞。關(guān)于此次事故的報(bào)道引發(fā)了高鎮(zhèn)同的關(guān)注?！捌谄茐木哂须[蔽性,在沒(méi)有明顯先兆的情況下,飛機(jī)會(huì)突發(fā)性凌空斷裂解體,危險(xiǎn)性極大。”1958 年,高鎮(zhèn)同率先在學(xué)校開(kāi)始機(jī)身疲勞試驗(yàn)研究。

自新中國(guó)成立至20 世紀(jì)70 年代,我國(guó)生產(chǎn)的大量飛機(jī)都未曾給出使用壽命,使用中有很大盲目性,機(jī)毀人亡的事故時(shí)有發(fā)生。進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)定壽、延壽和抗疲勞設(shè)計(jì),保障飛行安全,已刻不容緩!

當(dāng)時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家是每個(gè)機(jī)種提供5 架飛機(jī)做實(shí)驗(yàn),而我國(guó)由于經(jīng)費(fèi)的限制,只能提供一架。高鎮(zhèn)同他們要用一架飛機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到與五架一樣的安全壽命數(shù)值,而每架飛機(jī)每次飛行的環(huán)境、起落的力度、飛行員駕駛習(xí)慣的不同,導(dǎo)致同一個(gè)型號(hào)中每架機(jī)體的壽命年限也長(zhǎng)短不一。這聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)直是天方夜譚般的任務(wù)。北航老主樓一層,有兩間疲勞實(shí)驗(yàn)室。懷著強(qiáng)烈報(bào)國(guó)心的高鎮(zhèn)同在這里一遍遍測(cè)試飛機(jī)構(gòu)件的“疲勞壽命”,拿著放大鏡仔細(xì)端詳構(gòu)件孔洞因疲勞斷裂的演化過(guò)程。這成為高鎮(zhèn)同一生不懈奮斗的目標(biāo)。

保障部隊(duì)的戰(zhàn)斗力

在高鎮(zhèn)同指導(dǎo)下, 我國(guó)航空系統(tǒng)18 家單位實(shí)施了一系列測(cè)試工程,經(jīng)過(guò)10 余年努力,不僅為我國(guó)飛機(jī)定壽、延壽和結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),還培養(yǎng)了一批疲勞領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者?！霸诟呦壬笇?dǎo)下,我們從上世紀(jì)70年代起采集了我國(guó)獨(dú)有的400 萬(wàn)億個(gè)數(shù)據(jù),提供了大數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐?！备哝?zhèn)同的學(xué)生、飛機(jī)壽命與結(jié)構(gòu)可靠性專(zhuān)家閆楚良院士說(shuō)。高鎮(zhèn)同不斷攻克技術(shù)難關(guān),解決了疲勞強(qiáng)度概率分布的世界性難題,形成了中國(guó)專(zhuān)有的飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)理論,到1993 年,我國(guó)數(shù)千架相關(guān)飛機(jī)的使用壽命已經(jīng)從1000 多個(gè)小時(shí)延長(zhǎng)至3000 小時(shí)。1995 年,飛機(jī)定壽延壽技術(shù)獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

1998 年的一天,陜西某地山區(qū),國(guó)產(chǎn)中型運(yùn)輸機(jī)“運(yùn)八”疲勞試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。在高鎮(zhèn)同指導(dǎo)下,對(duì)飛機(jī)的載荷施加到107%時(shí),開(kāi)始吱呀作響；加到108%時(shí),機(jī)翼根部整個(gè)斷裂,控制精準(zhǔn)。通過(guò)試驗(yàn),“運(yùn)八”的疲勞壽命從過(guò)去1.2 萬(wàn)飛行小時(shí)、8000 個(gè)起落, 提高至2 萬(wàn)飛行小時(shí)、1.1 萬(wàn)個(gè)起落,使用壽命大幅提升。數(shù)據(jù)顯示,應(yīng)用高鎮(zhèn)同所創(chuàng)方法進(jìn)行定壽、延壽的數(shù)量龐大的國(guó)產(chǎn)“運(yùn)七”“運(yùn)八”等系列飛機(jī),在100 余條航線上飛行了數(shù)百萬(wàn)小時(shí),30 余年結(jié)構(gòu)從未發(fā)生疲勞破壞事故。

空軍航空技術(shù)裝備可靠性辦公室對(duì)高鎮(zhèn)同的研究成果給予了高度評(píng)價(jià):“高鎮(zhèn)同院士創(chuàng)建的飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命可靠性評(píng)定理論與美國(guó)等一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比具有原創(chuàng)性和先進(jìn)性。研究成果用于指導(dǎo)我國(guó)飛機(jī)定延壽至今已30 余年,與眾多廠家合作完成的殲擊機(jī)、轟炸機(jī)、客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)等20 余個(gè)機(jī)型數(shù)千架飛機(jī)結(jié)構(gòu)的定壽和延壽, 經(jīng)濟(jì)效益已達(dá)數(shù)百億元……更為重要的是將我國(guó)數(shù)千架軍機(jī)的單機(jī)使用壽命從1000 多小時(shí)延長(zhǎng)至3000 小時(shí), 為保障部隊(duì)的戰(zhàn)斗能力和飛行安全作出了歷史性重大貢獻(xiàn),軍事和社會(huì)效益巨大?！?/p>

這間“老師的小屋”

2018 年,90 歲的高鎮(zhèn)同退休。永不停歇的他,被人們譽(yù)為“永遠(yuǎn)不知疲勞的結(jié)構(gòu)疲勞專(zhuān)家”。2001 年,北航建了院士樓,要分給高鎮(zhèn)同一套150 多平方米的大房子, 但他多次婉拒:“我居住條件可以了,兩個(gè)人夠住,大房子應(yīng)該留給更需要的同志?！?/p>

在20 世紀(jì)八九十年代, 高鎮(zhèn)同在學(xué)校的住房?jī)H8 平方米左右,但這間“老師的小屋”卻成為學(xué)生們最難以忘懷的地方——傅惠民做研究生時(shí)就經(jīng)常和高先生圍坐在小屋內(nèi)一張四方書(shū)桌旁討論問(wèn)題,“我晚上找高先生, 常常看到書(shū)桌上和床邊堆滿(mǎn)了書(shū)和資料,桌上的材料過(guò)幾天就換一堆。每次離開(kāi)小屋大多已是深夜,但小屋的燈仍然亮著?！?/p>

一件毛衣穿了十幾年, 吃飯有時(shí)就是青菜豆腐……高鎮(zhèn)同生活簡(jiǎn)樸,對(duì)需要幫助的人卻毫不吝惜:學(xué)?？蒲薪?jīng)費(fèi)少,他就拿自己的課題經(jīng)費(fèi)貼補(bǔ)所里,給年輕老師發(fā)獎(jiǎng)金,鼓勵(lì)他們鉆研業(yè)務(wù)；企業(yè)的飛機(jī)定壽經(jīng)費(fèi)有限,他作為定壽顧問(wèn),總是象征性地收點(diǎn)費(fèi)用甚至是無(wú)償為企業(yè)提供技術(shù)咨詢(xún)；從20 世紀(jì)80 年代就開(kāi)始扶貧助學(xué),持續(xù)資助貧困生。

北航檔案文博館內(nèi), 保存著高鎮(zhèn)同從20世紀(jì)80 年代至今各種捐贈(zèng)的收據(jù)和感謝信,其中幾本收據(jù)上印有800 多人收到善款時(shí)摁下的手印；另一疊厚厚的收據(jù)記錄了1987 年至1995 年他209 人次資助學(xué)生的情況, 一次少則三五十元,多則幾百元。