潛心科研路漫漫 愿得此身長報國
——記西安交通大學(xué)機械結(jié)構(gòu)強度與振動國家重點實驗室副主任范學(xué)領(lǐng)

王文麗

航空發(fā)動機和重型燃?xì)廨啓C被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”，是國家綜合實力的重要標(biāo)志之一。一直以來，美歐等西方國家通過其寡頭企業(yè)，壟斷了世界航空發(fā)動機和燃?xì)廨啓C市場?！瓣P(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全?！蔽靼步煌ù髮W(xué)機械結(jié)構(gòu)強度與振動國家重點實驗室副主任范學(xué)領(lǐng)深知肩上責(zé)任之大、擔(dān)子之重，帶領(lǐng)團隊瞄準(zhǔn)航空發(fā)動機及重型燃?xì)廨啓C的核心難題，自主創(chuàng)新開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在國防領(lǐng)域走出了一條屬于自己的特色科研之路。

為大國重器而戰(zhàn)

重型燃?xì)廨啓C作為發(fā)電和艦船動力的核心設(shè)備，關(guān)乎國家能源和國防安全，是國家科技水平和綜合國力的象征，具備極高的戰(zhàn)略地位。然而，2000年前，我國高端重型燃?xì)廨啓C技術(shù)基本空白。隨后，我國開始引進美國、日本和德國的燃?xì)廨啓C制造技術(shù)，但僅限于非核心技術(shù)，外國拒絕轉(zhuǎn)讓其關(guān)鍵核心技術(shù)。諸如核心的熱端部件等核心技術(shù)被國外壟斷，成為了我國發(fā)展先進重型燃?xì)廨啓C的阻礙。

針對重型燃?xì)廨啓C研究的困難與現(xiàn)狀，依托我國重型燃?xì)廨啓C制造領(lǐng)域的第一個國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（國家原“973計劃”）項目，范學(xué)領(lǐng)開展了高溫葉片熱障涂層強度理論與失效機理研究，揭示了重型燃?xì)廨啓C熱障涂層的表面裂紋增韌機理，發(fā)明了應(yīng)變?nèi)菹蘅煽氐耐繉釉O(shè)計與制備方法，自主研制了梯度熱沖擊試驗裝置，突破了我國重型燃?xì)廨啓C熱障涂層缺乏高溫考核手段的技術(shù)瓶頸。成果應(yīng)用于我國首臺F級50M W重型燃?xì)廨啓C的自主研發(fā)，為我國先進重型燃?xì)廨啓C制造核心技術(shù)的突破做出了重要貢獻(xiàn)，研發(fā)的核心技術(shù)還推廣應(yīng)用于中國航發(fā)、航空工業(yè)、航天科技、航天科工等國防工業(yè)部門，解決了多個型號研制任務(wù)亟需。其中，“重型燃?xì)廨啓C熱障涂層制備關(guān)鍵技術(shù)與評價方法及應(yīng)用”榮獲陜西省技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

從無到有，披荊斬棘，重器始成，范學(xué)領(lǐng)團隊在著眼國家戰(zhàn)略、解決國家重大需求方面，留下了濃墨重彩的一筆。

助力打造最強“中國心”

航空發(fā)動機是飛機的“心臟”。在航空發(fā)動機自主研制方面，我國與世界先進國家相比仍然存在一定差距，這已成為制約航空裝備發(fā)展的“瓶頸”?！笆濉逼陂g，我國啟動實施了航空發(fā)動機及燃?xì)廨啓C重大專項（“兩機”重大專項），旨在突破“兩機”關(guān)鍵技術(shù)，推動“兩機”自主創(chuàng)新、技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)，健全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品體系。在此背景下，范學(xué)領(lǐng)緊貼國家重大需求，立足其在燃?xì)廨啓C領(lǐng)域的堅實基礎(chǔ)，攻堅克難，向航空發(fā)動機渦輪葉片這一核心技術(shù)發(fā)起攻關(guān)。

范學(xué)領(lǐng)

渦輪葉片是航空發(fā)動機中工作條件最惡劣的部件，又是最重要的轉(zhuǎn)動部件，長期在高溫、高壓、高負(fù)荷、強腐蝕的極端環(huán)境下服役，因而要求具有極高的綜合性能。帶涂層單晶渦輪葉片的服役壽命和可靠性問題是先進航空發(fā)動機自主研制的重要技術(shù)難題。如何確保渦輪葉片在極端服役環(huán)境下穩(wěn)定可靠地工作及其試驗考核是范學(xué)領(lǐng)團隊的工作重點。

依托所主持的“兩機”重大專項基礎(chǔ)研究重大項目、原國防“863”計劃、裝備預(yù)研、中國航發(fā)、航空工業(yè)等項目，范學(xué)領(lǐng)率領(lǐng)團隊突破了大溫度梯度、高溫升率、高熱通量加載的關(guān)鍵技術(shù)，自主研制了多型高溫試驗科學(xué)儀器，首次實現(xiàn)了航空發(fā)動機渦輪葉片考核截面瞬變溫度場的準(zhǔn)確模擬，申請/授權(quán)發(fā)明專利十余項，成果應(yīng)用于中國航發(fā)、航空工業(yè)、航天科技、北京大學(xué)等多個國防單位和高等院校。其中，“超高溫極端服役環(huán)境模擬試驗關(guān)鍵技術(shù)”榮獲陜西省國防科技進步獎。

在長期深入航空發(fā)動機科研一線的過程中，范學(xué)領(lǐng)發(fā)現(xiàn)，制造和材料缺陷、裝配和維修誤差、極端服役環(huán)境等均可能導(dǎo)致葉片產(chǎn)生各種各樣的裂紋,如果不能及時發(fā)現(xiàn)并處理,會嚴(yán)重影響發(fā)動機乃至飛機的使用安全。目前，外場裂紋檢測仍采用內(nèi)窺設(shè)備與人工判別相結(jié)合的方式，可達(dá)性差、自動化程度低、勞動強度大。對此，范學(xué)領(lǐng)依托裝備預(yù)研、創(chuàng)新領(lǐng)域基金等項目，交叉融合人工智能技術(shù)等，自主研制了航空發(fā)動機葉片裂紋智能檢測系統(tǒng)，裂紋檢出精度達(dá)微米級，解決了多個型號航空發(fā)動機葉片裂紋在線檢測難題。

2019年10月，范學(xué)領(lǐng)牽頭與中國航發(fā)、航空工業(yè)等軍地多家單位共建“極端環(huán)境與防護技術(shù)聯(lián)合研究中心”，聚焦國防裝備領(lǐng)域極端環(huán)境與防護重大需求，開展學(xué)科交叉、應(yīng)用導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究，服務(wù)國防建設(shè)。

高揚“西遷精神”的旗幟

航空發(fā)動機的研制是一項長途跋涉的事業(yè)，因為發(fā)展技術(shù)難度大，需要通過多種試驗進行探索，因而研制周期很長，回報很慢。在攻關(guān)過程中，范學(xué)領(lǐng)團隊表現(xiàn)出了特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能奉獻(xiàn)的航空精神，“久坐冷板凳”的堅定意志，以及團隊之間通力協(xié)作的團結(jié)特點。

在開展技術(shù)攻關(guān)之初，范學(xué)領(lǐng)幾乎從未在午夜12點之前回過家。最忙的時候，他從凌晨兩點開始工作，一直工作到第三天，中間幾乎不曾休息。有一次，他在24小時內(nèi)輾轉(zhuǎn)了4個城市，吃飯和睡覺都在飛機和高鐵上解決。很多時候，在飛機起飛之前，他就已經(jīng)靠在椅背上睡著了。2020年疫情期間，當(dāng)大多數(shù)人還安然待在家里的時候，范學(xué)領(lǐng)已經(jīng)率領(lǐng)團隊在實驗室里忙活了起來。他們承擔(dān)了多個重點型號航空發(fā)動機渦輪葉片的科研攻關(guān)任務(wù)，在關(guān)鍵型號節(jié)點，甚至采取了三班倒開展試驗的工作模式。為按時完成任務(wù)，團隊里的學(xué)生連暑假都沒有回家。他們用行動踐行、傳承和弘揚著歷久彌新的“西遷精神”。

有人問范學(xué)領(lǐng)：“你這么拼命是為了什么？”范學(xué)領(lǐng)淡淡地回答，“因為我是西安交通大學(xué)的一名教師，老教授們的‘西遷精神’已經(jīng)深入我們交大人的骨髓里。與國家共命運、心系國防、服務(wù)國家重大需求就是我們交大老師應(yīng)該做的事?！?/p>

2020年4月22日，習(xí)近平總書記來到西安交通大學(xué)考察調(diào)研，強調(diào)“西遷精神”的核心是愛國主義，精髓是聽黨指揮跟黨走，與黨和國家、與民族和人民同呼吸、共命運。從范學(xué)領(lǐng)身上可以清晰地看到一代又一代交大人傳承的“胸懷大局、無私奉獻(xiàn)、弘揚傳統(tǒng)、艱苦創(chuàng)業(yè)”的“西遷精神”。范學(xué)領(lǐng)團隊就是沿著“西遷精神”的傳承脈絡(luò)，投身航空發(fā)動機及重型燃?xì)廨啓C等領(lǐng)域，埋頭苦干，取得了一系列優(yōu)異的科研成績。

團隊合影

“西遷精神”的可貴還在于對高等教育事業(yè)快速發(fā)展的熱忱與期待。身為承上啟下的一代人，接好教書育人的接力棒，為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀杰出的人才，是范學(xué)領(lǐng)的工作重點之一。在學(xué)生的培養(yǎng)過程中，他十分重視“授之以漁”和“因材施教”。除了將自己的知識和經(jīng)驗毫無保留地傳授給學(xué)生外，他還注重培養(yǎng)學(xué)生的獨立能力，盡可能地為學(xué)生們提供更多的實踐機會，讓他們在實踐中接受挑戰(zhàn)，實現(xiàn)自我成長。同時，他還強調(diào)“先做人再做事”，要做一個有崇高理想、實干精神、淡泊名利的人，要堅持面向世界科技前沿和國家重大需求，將自己的追求和汗水融入到國防事業(yè)當(dāng)中，真正為祖國的安全和發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

如果說老一輩西遷科學(xué)家就如同當(dāng)年那列掛著“向科學(xué)進軍”旗幟的西行列車一樣，帶著使命去孕育西部科學(xué)的花朵；那么范學(xué)領(lǐng)等新一代在“西遷精神”下成長起來的青年科學(xué)家，正如同一列高速行駛的列車，滿載著科技成果馳援祖國建設(shè)的各個領(lǐng)域。他們是“西遷精神”結(jié)出的碩果，更是“西遷精神”繁衍生息的種子，向下一代繼來者講述著西遷的故事以及不滅的“西遷精神”。