【行业新闻】陈予恕院士：科学研究不能只喊创新

导读：他年近90，仍然奋战在一线，近两年承担了航空发动机“973”课题和“两机”专项任务，并取得重大进展；他从教60载，一生带出了120多位研究生、近百位博士生以及难以计数的本科生，其中已有5位获得国家杰出青年科学基金。他就是我国著名工程非线性振动领域专家、中国工程院院士陈予恕。

上世纪60年代，陈予恕率先将非线性振动力学引入中国，在他的坚持下，解决了国际非线性振动界长期存在的难题，推动了我国非线性振动理论的发展和航空发动机的深入研究。

采访中，他一直呼吁要加强航空发动机核心技术突破和振动力学学科建设，“当前我国航空界的明星C919客机的发动机还需从国外购买，将来我们要使用自主设计生产的发动机，这就需要研究非线性振动问题。”他还强调经世致用，在他看来，科学研究光喊创新是不行的，要对创新的难度有所认识。在这个过程中，承担科研任务的院校应该与工厂、设计院等进行长期紧密合作，只有与实践相结合，理论才能真正起作用。

将来C919客机发动机要自主设计生产

《经济》：您研究的非线性振动力学主要作用是什么？

陈予恕：振动是最常见的一种物理现象，大家熟知的刮风、船在海中漂流甚至地震时房屋晃动都是振动的一种表现，汽车、火车、飞机、火箭等运载工具依靠动力运转时也会引起大小不等的振动。振动会带来很多影响，在日常生活中，如果振动较大会引起噪声，影响人们居住生活的舒适度；从工程角度来看，如果振动较大就会破坏零件，使其寿命减少，进而增加成本，影响企业的经营效益，比如一个高速精密的机床，当它运转很快时效率才会高，但是运转加快后，机床就会有很多小的振动，时间久了就会影响机器的运行。

振动不可避免，但是可以人为地减小，为了找到控制振动大小的因素，人们已经对它进行了理论和实验研究。其实，在重视非线性理论以前，都是用线性振动理论来分析解决问题的。解放初期，我国的工业发展比较落后，能自主设计的东西比较少，主要是引进苏联的技术，并按照其设计的图纸发展，不需要我们去解决一些科学问题。上世纪60年代，我开始进行非线性振动研究，从苏联回国时国内还实行计划分配，产品供不应求，大家觉得没有必要搞减振，处于一个明明有问题却觉得没有问题的阶段。但是随着国家经济建设的发展，工业技术、科学技术向高精尖技术迈进，就需要自主设计新机器、新产品，而且当时我们所设计出来的产品在减振方面并不稳定，对非线性振动力学学科的需求非常迫切。我从上世纪70年代开始带研究生，已经培养的100多位研究生、博士在全国各地从事着该领域的研究，随着国家经济建设的发展，工程建设的需要，这个队伍也将越来越壮大。

《经济》：在50多年的非线性振动力学研究中，您是否遇到过困难？是如何克服的？

陈予恕：改革开放后，各行各业都有自己的专家组，行业壁垒很大，尽管有能力、有技术，理论水平也很高，但是仍然很难跨行业申请到研究项目。举个例子，2005年我们调研发现航空发动机振动问题非常突出，但就因为我不是航空界的，所以直到2014年才拿到项目，用了差不多10年时间。这期间我们先找了相关领域的院士交流，提高理论基础；然后我和我的博士生全部投入航空发动机的研究，做出成果后向他们汇报，最终在航空发动机方面拿到了两个项目，一是“973计划”，另一个是“两机”专项。

航空发动机是一个高精密、高速旋转的机器，结构非常复杂，以前我国没有这方面的设计，只有几个修理厂，现阶段如果航空发动机出了故障，没有人来指导、分析原因，主要操作是重新拆装发动机。当前我国航空界的明星C919客机的发动机还是从国外购买的，将来我们要使用自主设计生产的发动机，这就需要研究非线性振动问题，因为飞机的整个大系统、燃气零件系统本身是一个非线性动力系统。据我了解，国外航空发动机的技术是保密的，不宣传，不发表，但是在理论层面概不保密，而且我国非线性振动力学理论在国际上还比较先进，所以我们有可能经过一段时间的努力，真正做出在国际上领先的航空发动机。

《经济》：您在理论研究与实践相结合的过程中，有没有转为典型的案例？

陈予恕：1965年，平顶山新华第一洗煤厂恢复生产，在炼钢时要先清洗掉煤炭中的石头、硫等杂质，为此工厂按照国外杂志的图纸设计了一个30平方米的双层共振筛。

按照计划，筛子的使用寿命是一年，结果只用了一两个月就断裂了，于是就更换筛子的制作材料，最开始采用中碳钢，随后改成不锈钢并且加厚，但是并没有解决问题。1978年，原第一机械工业部和原煤炭部联合发文，找人研究这个问题，我们组建了一个团队接受了这个任务。经过多次理论分析和模型实验后，我们发现了筛子寿命短的原因，举个例子，比如弹簧，本来设计的需求是每毫米承重力是10公斤，但是由于主要的弹性元件参数没有选对，结果设计成每毫米承重力为3公斤或者20公斤，就特别容易坏。共振筛容易坏的原因也是如此，我们分析了这个共振筛适合的刚度和尺寸，用了两年左右的时间彻底解决了问题。这是改革开放初期，我国应用振动理论解决重大工程问题的一个典型案例。

加强师资建设，培养学科领军人

《经济》：是什么信念支撑您一路求学，并以80多岁的高龄始终奋战在第一线？

陈予恕：首先是受我父亲的影响。小时候，家里七八口人都靠父亲做小商贩维持生活，他做小商贩的时候早出晚归，而且讲诚信，童叟无欺，给我树立了吃苦耐劳、讲诚信的榜样。

其实小时候并没有太大的雄心壮志，没有当科学家的想法，但是朦朦胧胧地知道自己要好好念书，将来才能提高家里的生活条件。整个人生观的形成是在大学时代，大二时期我得了严重的胃病，但是家里穷治不起，最后学校出钱给我做了手术，并给我提供了休养环境。可以说，父母给了我生命，组织、学校给了我第二次生命，怀着感恩的想法，只能用努力学习来回报。

之所以一直坚守在第一线，第一，国家需要这一学科，现在很多领域都面临着非线性动力学问题，但是我年纪大了，做研究的时间不多了，因此我希望能够培养出更多的学生来从事这个行业。第二，对支持我的甚至是不支持我的人负责，院士有院士的责任，不是说当上院士就可以睡大觉了，在这背后有一股不服输的劲儿支撑着我去做出更多的事，所以2017年我又获得“天津市科技重大成就奖”。

《经济》：您培养出了近百位博士生，包括5位国家“杰青”，培养优秀传承人的心得有哪些？

陈予恕：我有一个很大的坚持，就是想通过知识、经验培养出一支队伍，建设好我国这一学科。

当前本科的力学系、数学系知识并不深入，因此我一直严抓教学计划，首先，在理论层面，让他们能够看懂学科前沿的内容，在这个基础上再创新。其次，严格考核成绩，在培养研究生、博士生的时候，每周都会和他们见面讨论问题，同时批评也会很严厉，不会因为他们很优秀就放松要求。第三，把前沿的研究成果贯彻到教学当中，例如共振筛是如何做理论分析、实验研究的等。第四，激发学生兴趣，让他们参与一些国家专项、重大专项，直接接触最前沿的理论和实践。

更重要的是，我想培养一些学科领军人，一般我的学生都是接班人，但是领军人物不是每个人都可以，需要达到一定的能力。研究很难，科学研究光喊创新不行，对创新的难度缺乏认识也不行，需要循序渐进地引导，要想真正做出成果，没有持之以恒、孜孜不倦的努力是做不到的，这是一个过程。

《经济》：对这一学科的未来建设您有哪些设想？如何推动该学科的发展？

陈予恕：从宏观角度来看，力学分为固体力学、流体力学和一般力学，振动属于一般力学的二级学科，开学术会时会有七八百人参加，按理说也不算小学科。但是从院士角度来看，一般力学仅有4个院士，固体力学、流体力学的院士都几十个，当然这与他们学科发展较早有关，我们这个学科是近几年才发展起来的。

当前，社会对这一学科的需求很迫切，比如航空发动机、高铁、海上采油都需要该学科，但是难度很大，要推动学科的发展就需要培养更多的人才，真正钻进去做一些工作。首先，在非线性振动力学方面，制定全国统一教学计划；第二，培养教师资源，但是这个有相当的难度；第三，高校应与工厂、设计单位保持长期的、紧密的合作；第四，做一些普及宣传工作，让更多人了解这一学科。

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来源：经济网

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