本刊記者 祝傳海

立足國需 鑄中國航空夢——記國家“千人計劃”特聘專家、北京航空航天大學航空科學與工程學院教授熊躍熙

本刊記者 祝傳海

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

大飛機是幾代中國人的夢想和呼喚，大飛機讓幾代中國人魂牽夢縈。與建國初期的歸國英才一樣，“千人計劃”特聘專家們懷揣著強烈抱負，渴望用自己所學投身于祖國建設。他們?nèi)缤毩髦饾u匯聚成股股浪潮，在國家發(fā)展進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制造領域進軍的決心。

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1903年美國萊特兄弟開創(chuàng)人類航空新紀元之時，1911年中國就擁有自制的飛機。時至今日，國產(chǎn)大型客機C919首架飛機總裝下線并于今年首飛，預示著中國航空工業(yè)一代人的夢想即將實現(xiàn)。在支撐飛機運作的龐大系統(tǒng)中，航空結構——無論是系統(tǒng)結構、發(fā)動機結構或者是機身結構，都是飛機的重要組成部分，作為飛機的脈絡與骨骼，承載了很多航空人的夢想。這其中，就包括國家“千人計劃”特聘專家、北京航空航天大學航空科學與工程學院教授熊躍熙。

赤子之心 漫漫歸國路

熊躍熙畢業(yè)于北航原五系飛機結構強度設計專業(yè)并獲得學士和碩士學位，爾后在加拿大維多利亞大學獲得該校與北航聯(lián)合培養(yǎng)的博士學位。畢業(yè)后，他曾在加拿大國家科學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、能源集團首席工程師以及航空集團工程部門經(jīng)理。熊躍熙長期從事大型飛機結構與材料、航空發(fā)動機結構以及能源系統(tǒng)結構等領域的研發(fā)及技術領導工作，迄今共發(fā)表119篇科研論文，指導和培養(yǎng)了眾多年輕學者、工程師及研究生，獲得過諸多航空領域的榮譽稱號。2013年他入選中組部“千人計劃”專家。2015年全職加入北京航空航天大學航空科學與工程學院，“我希望回到母校能帶動學科建設和人才培養(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)秀的青年教師隊伍?！彼诮邮苡浾卟稍L時說。

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歸國的夢想。

“我是77屆，也就是改革后第一批大學本科生。當時知識青年下放到農(nóng)村后，能夠通過考試進入大學返回學習環(huán)境中是非常不容易的。其中一個選撥方法是從工農(nóng)兵學員里通過特長考試出來，比如醫(yī)術、外語等。我當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)兵上大學的一個跳板。沒想到77年鄧小平復出后情況發(fā)生了徹底改變——所有下放到農(nóng)村的知識青年都可以報考大學。我當時就報考了，但在填寫志愿時把上海外國語學院作為第一志愿，湖南大學作為第二志愿。”身為一個湖南小地方出身的孩子，熊躍熙說他當時根本不敢有能考進北京的想法。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)劑到北京的機會?！爱敃r北京航空航天大學的老師來到我家中進行詢問愿不愿意去北航上學。我父親非常高興，說能去北京當然好了。問到我的時候，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，我的分數(shù)還是差了一點，就去了北航，也非常感謝母校當時對我的重視?！?/p>

進入北航后，熊躍熙格外珍惜來之不易的學習機會。他刻苦鉆研，勤奮學習，連續(xù)取得了本科學位和碩士學位，并在1987年成為當時的教委、現(xiàn)在的教育部委派赴加拿大維多利亞大學的首批中加聯(lián)合培養(yǎng)博士生，師從王俊奎教授和Tabarrok教授。

在國外，熊躍熙讓導師贊不絕口?！澳軌虺鰢鴮W習，自然要抓緊一切機會增加自己的學識。所以在國外的時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，更是我的責任?！爆F(xiàn)在的熊躍熙談起當年的事情仍然記憶猶新，“回國答辯時，校長說我‘學得很好’，有繼續(xù)深造的價值和空間，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)深造兩年當然是非常值得高興的事情。年輕的熊躍熙意氣風發(fā)地回到加拿大，準備完成兩年的博士后學習回到母校任教?！拔沂怯杀焙脚囵B(yǎng)的，希望能早日學成回國為母校做點貢獻?！闭l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回國，是我這輩子最大的惋惜之事。”熊躍熙到現(xiàn)在談起仍有憾意。

此后的近30年間，熊躍熙不斷銳意進取。1990年，他獲得英屬哥倫比亞大學授予的Killam博士后獎學金并赴該校機械工程系從事力學研究，成為Killam獎學金首個外籍獲獎者。1992年至2000年，他受雇于加拿大科學院航空研究所，為終身研究員。他領導航空結構力學小組，負責航空研究所全部結構計算工作，并指導研究生和博士后。

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)項目負責人，后被提升為GE能源集團負責蒸汽輪機結構設計分析的首席工程師，接著調(diào)入GE航空集團被提升為航空系統(tǒng)工程部門經(jīng)理，負責發(fā)動機短艙結構分析，建立發(fā)展和領導在美國、中國、印度及波蘭有近百人的結構設計分析團隊，積累了對世界頂級公司設計分析人員的管理能力?；貒埃尕撠熍c中國商用飛機公司（COMAC）合作的C919發(fā)動機短艙的結構分析。

2010年4月，應國家外專局和ASME邀請，熊躍熙回國參加2010年中美工程技術研討會，并在先進制造分會上發(fā)表關于發(fā)展結構設計分析工具的演講?？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?，終不敢忘，蹉跎到現(xiàn)在，才通過契機回到祖國。雖然已到知天命的年紀，但慶幸自己還沒到不能動彈的時候，總還是能為母校、為國家出一點力?！?/p>

學以致用 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構進行，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隊，為加拿大航空航天系統(tǒng)多學科設計優(yōu)化技術的發(fā)展做出巨大的貢獻。他領導完成了多項與波音公司、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目。特別是在復合材料結構設計與分析，包括沖擊損傷、膠接鉚接接頭和修補技術、結構疲勞壽命、概率裂紋擴展、失效風險評估和可靠性設計方面等領域，熊躍熙都取得重要科研成果，并發(fā)展了多個供實際設計用的計算機軟件系統(tǒng)。他還代表加拿大成為北約成員國研究合作組織技術探討委員會的成員，并且召集成立英語國家間結構失效評估組，建立了更加完善的結構評估系統(tǒng)。

“在加拿大的學習和工作為我之后的科研生涯打下了一個良好的基礎。這期間，我利用有限元和計算流體力學進行平行學科分析，實現(xiàn)集成與協(xié)調(diào)策略開發(fā)，進行了技術示范和戰(zhàn)略評估，通過計算分析技術和有限元方法，最終完成了復合材料機翼模型的開發(fā)。其優(yōu)化問題的定義涉及結構、空氣動力學和氣動彈性的研究?！毙苘S熙一直記得在加拿大最引以為豪的研究成果：“那是進入加拿大航空所的第一項研究項目，是關于航空復合材料結構受沖擊載荷后其承壓能力測量系統(tǒng)的研究。這個項目通過建立一個系統(tǒng)，快速評估飛機的航空復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，可以在機場很難做出全面細致繁瑣的分析的情況下快速做出結論，具有很強的實用性?！?/p>

進入美國通用電氣公司（GE）后，熊躍熙主要從事先進設計技術和工具的研究與開發(fā)，用以提高航空和能源發(fā)動機部件設計的效率和質(zhì)量。特別在航空發(fā)動機燃燒器構件設計的研發(fā)方面有所建樹，所做工作涉及計算流體動力學、熱傳導、結構分析、概率疲勞與斷裂、復雜工況下結構壽命預估以及多專業(yè)結構優(yōu)化設計，科研成果已用于多種型號航空發(fā)動機燃燒器的設計與生產(chǎn)。在燃氣輪機方面，提出和建立了一種有效的基于結構運行狀態(tài)的殘余壽命評估方法，可用于結構工作狀況的實時跟蹤與模擬。他還負責蒸汽輪機結構疲勞與蠕變分析定壽、概率設計以及設計自動化方面的技術開發(fā)。

熊躍熙教授

“記得有一次我作為項目經(jīng)理領導了一個關于流體力學的先進工具項目。但我本人在流體力學方面不太擅長，許多人質(zhì)疑我的領導資格，最終從這個項目上退了下來。其實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領域的研究，即航空發(fā)動機的燃燒器的結構設計研究。所有企業(yè)研發(fā)資金的投入是要看是否帶來實際效益。而最終我們的研究經(jīng)費從每年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，熊躍熙及其團隊先后開發(fā)了基于ANSYS程序的環(huán)形燃燒室結構的設計和分析，建立了一個有中國、美國、印度及波蘭的近百個工程師研發(fā)團隊，開發(fā)了短艙部件結構分析。還在中國上海通用電氣全球研發(fā)中心組建了新的機械工程實驗室，并為實驗室謀劃了遠景和戰(zhàn)略增長領域，以支持通用電氣產(chǎn)品和服務在全球市場的競爭力。

“無論是在加拿大還是美國通用，無論是飛機還是發(fā)動機，我的工作都沒有離開結構設計相關的內(nèi)容。現(xiàn)在回到祖國，我也希望能在飛機和發(fā)動機的連接部件、在飛機發(fā)動機一體化的設計方面，貢獻出我的力量?！毙苘S熙在接受采訪時說道。

歸國的工作開展情況并非一帆風順?！拔以谄髽I(yè)的研發(fā)圈子待的時間太久了，歸國后進入了學術圈，需要一定的時間來適應。現(xiàn)在我把培養(yǎng)年輕學者作為現(xiàn)在的重點，也是工作的突破點?！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，我加入了一個教授的項目組，和他共同指導近20個學生開展科研工作，慢慢把我在國外近30年的科研經(jīng)驗傳授給學生，我非常滿足?！钡切苘S熙也提出了科研期望：“我的經(jīng)驗都是在企業(yè)里面鍛煉出來的，所以還是希望能借助學校的平臺和國內(nèi)的企業(yè)有一定的合作，做一些具有現(xiàn)實意義的研究項目?！?/p>

熊躍熙還積極參與北航大型飛機和研究小組的先進結構設計分析中心的建造。他認為，“一個好的平臺是科研人員進行科研工作的最大助力，而他最看重的科研品質(zhì)是踏實做事。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?！毕乱徊剑Ｍ约耗茏雠c發(fā)動機消聲的相關的內(nèi)容，在消聲方面做出一點研究貢獻。他說，“國內(nèi)外現(xiàn)在對發(fā)動機消聲的要求越來越高，也越來越嚴格。如果飛行器的噪聲超過某個標準，根本無法起飛，甚至不讓進入機場?！?/p>

“三維編織復合材料是一種新型的復合材料，是立體編織技術與現(xiàn)代復合材料技術相結合的產(chǎn)物，一直是國內(nèi)外研究的重點，在以航空航天為代表的高新技術領域里得到了重點發(fā)展和應用。而且這種材料目前在國內(nèi)造價比較低，如果能用三維編織復合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蜂窩結構實現(xiàn)發(fā)動機消聲，既能夠?qū)崿F(xiàn)研究突破，又能夠降低成本產(chǎn)生高價值?！毙苘S熙認真地再次闡述自己的理想：“我雖暮年，但仍然想為母校、為國家奉獻我最大的力量，這是我和所有科研人員的理想?！?/p>