夏 有 為

(《實驗室研究與探索》編輯部，上海 200030)

1 大型科學(xué)實驗 再創(chuàng)世界紀(jì)錄

夏有為(簡稱夏)：房校長，熱烈祝賀你校“月宮365”實驗取得圓滿成功，這是一項重大科學(xué)實驗，請您介紹一些這項實驗的重要意義。

房建成(簡稱房)：今年5月15日，我?！霸聦m365”實驗團(tuán)隊劉紅教授領(lǐng)銜的“月宮365”實驗室 “月宮一號”(圖1)再次開啟艙門，劉慧(艦長)、劉佃磊、胡靜斐、高寒4位志愿者走出“月宮”。至此，“月宮一號”內(nèi)進(jìn)行的為期365+5天的、世界上時間最長的“月宮365”實驗獲得圓滿成功。

“月宮365”實驗是從2017年5月10日開始的，至2018年5月15日出艙，共歷時370天，是世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實驗。其主要任務(wù)是研究一個生物系統(tǒng)如何實現(xiàn)為不同代謝水平的乘員組提供生命保障，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定?！霸聦m365”實驗，要實現(xiàn)閉合度和生物多樣性更高的“人-植物-動物-微生物”四生物鏈環(huán)人工閉合生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且保持了人員身心健康。這對于人類實現(xiàn)在地外長期生存無疑是具有重要理論和實踐意義的一大步。這次出艙時間比原定計劃延遲了5天，是“故意”模擬的突發(fā)狀況，艙內(nèi)志愿者事先并不知情，意在觀察志愿者心理狀態(tài)。實驗志愿者共有8名(圖2)，分為2個乘員組，設(shè)置3班。1組值第一班，持續(xù)時間60天；2組值第二班，持續(xù)時間200天，已打破此前由俄羅斯創(chuàng)造的同類系統(tǒng)中最長駐留180天的世界紀(jì)錄；1組再值第三班，持續(xù)時間105天。此次出艙為1組4名志愿者，標(biāo)志著“月宮365”實驗順利完成。

圖1 “月宮365”實驗計劃

圖2 “月宮一號”8名乘員志愿者與領(lǐng)導(dǎo)嘉賓合影

2 學(xué)科建設(shè) 特色鮮明

夏：實驗圓滿成功，證明了北航的科技實力。北航作為一所航空航天高等學(xué)府，教學(xué)科研均取得顯著成績，請介紹一下你校關(guān)于創(chuàng)建“雙一流”的情況。

房：北航成立于1952年，是新中國建立的第一所航空航天高等學(xué)府，目前是工業(yè)和信息化部直屬高校。建校以來，北航一直是國家重點(diǎn)建設(shè)的高校，是全國第一批16所重點(diǎn)高校之一，首批進(jìn)入“211工程”，2001年進(jìn)入“985工程”，2013年入選首批“2011計劃”國家協(xié)同創(chuàng)新中心，2017年入選國家“雙一流”建設(shè)計劃，是一流大學(xué)(A類)建設(shè)高校，其中7個學(xué)科入選“雙一流”建設(shè)學(xué)科名單。

“雙一流”建設(shè)，學(xué)科是龍頭。截至目前，北航共有工、理、管、文、法、經(jīng)、哲、教、醫(yī)和藝術(shù)10個學(xué)科門類，23個博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科點(diǎn)，8個一級學(xué)科國家重點(diǎn)學(xué)科，10個國防特色學(xué)科。2017年12月，在教育部組織的全國第四輪學(xué)科評估中，我校共有23個一級學(xué)科參評，評估結(jié)果為A類的學(xué)科合計14個，占總參評學(xué)科的60.87%。其中A+學(xué)科共計4個，分別為航空宇航科學(xué)與技術(shù)、儀器科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、軟件工程，A+學(xué)科數(shù)量排名并列全國第11位，A類學(xué)科數(shù)量排名并列全國第12位。

面向未來，我校將繼續(xù)突出學(xué)科基礎(chǔ)地位，堅持內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，構(gòu)建“頂尖工科、一流理科、精品文科、優(yōu)勢醫(yī)工”的一流學(xué)科體系，著力打造扎根中國大地、有特色、多學(xué)科、綜合性的世界一流大學(xué)。

3 科技創(chuàng)新 為國立功

夏：您認(rèn)為，學(xué)校在科技創(chuàng)新領(lǐng)域不斷取得成績主要動力是什么？科研實驗平臺基地發(fā)揮著什么作用？

房：作為新中國第一所航空航天高等學(xué)府，我校始終堅持以服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求為科技創(chuàng)新的源動力，著力破解制約國家和國防科技發(fā)展的瓶頸問題。由此我?？萍紕?chuàng)新取得了顯著成績。建校以來，我校創(chuàng)造了40多項國內(nèi)第一的科研成果，在尖端技術(shù)研究領(lǐng)域始終居于國內(nèi)高校前列，研制發(fā)射(試飛)成功的多種型號飛行器填補(bǔ)了國內(nèi)多項空白，如中國第一架輕型旅客機(jī)“北京一號”、亞洲第一枚探空火箭“北京二號”、中國第一架無人駕駛飛機(jī)“北京五號”。進(jìn)入新世紀(jì)，北航持續(xù)強(qiáng)化服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求的能力，作為牽頭完成單位，共獲國家三大科技獎勵60余項，其中，近13年獲得12項國家級科技獎勵一等獎，創(chuàng)造了一所大學(xué)連續(xù)獲國家高等級科技獎的紀(jì)錄，被社會譽(yù)為科技創(chuàng)新的“北航模式”。

例如：王華明院士團(tuán)隊十年磨一劍，始終瞄準(zhǔn)制約我國多項重點(diǎn)型號研制“瓶頸”難題，依托國防科技工業(yè)激光增材制造中心等創(chuàng)新平臺，在世界上率先突破鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)，研制出多種金屬系列化3D增材制造成套裝備(圖3)，使我國在該技術(shù)領(lǐng)域全球領(lǐng)先。目前，該技術(shù)已拓展到航天、船舶等眾多領(lǐng)域應(yīng)用，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)2012年獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎。

再例如：張軍院士團(tuán)隊，圍繞制約我國空管領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)難題，二十幾年堅持不懈，依托國家空管新航行系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實驗室，在民航航路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、星基航路運(yùn)行監(jiān)視等方面做了基礎(chǔ)性和開拓性工作，支撐了我國新航行系統(tǒng)的快速發(fā)展，為國家“三立奇功”。

第一次立功：北航的新一代空中交通服務(wù)平臺融合了81個數(shù)據(jù)鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備，覆蓋95%航路，85%飛行流量，應(yīng)用于所有航空公司和三大區(qū)域管制中心，提供26種國際飛行支持業(yè)務(wù)。在“911事件”中，保障了我國的三架民航客機(jī)在美國空域關(guān)閉后，順利備降加拿大，2004年榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。

圖3 北航鈦合金增材制造(3D打印)技術(shù)應(yīng)用于國產(chǎn)大飛機(jī)多個核心部件

第二次立功：實現(xiàn)了從被動監(jiān)視技術(shù)向協(xié)同監(jiān)視的技術(shù)跨越，確保民航飛機(jī)順利飛抵國內(nèi)飛行難度第一的西藏林芝高原機(jī)場，以及我國多個排名全球前十的高難度高原機(jī)場。同時縮小了我國民航垂直高度層，支撐了我國新航行系統(tǒng)的快速發(fā)展！2009年榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎。

第三次立功：2016年7月12日，海牙國際法庭發(fā)布所謂的“南海仲裁結(jié)果”，同一天，裝備北航張軍院士團(tuán)隊研制的校驗設(shè)備的中國民航塞斯納CE-680型飛機(jī)(圖4)，分別對南沙群島美濟(jì)礁、渚碧礁新建機(jī)場成功實施了校驗飛行，用實力維護(hù)海洋權(quán)益。有關(guān)部門評價到：長中國人民的志氣，弘揚(yáng)中華民族的愛國精神！北航人為堅決維護(hù)國家主權(quán)助力遠(yuǎn)航。

圖4 中國民航塞斯納CE-680型飛機(jī)

三次立功沒有讓北航空管人停下腳步，2017年10月14日，國產(chǎn)ARJ-21客機(jī)搭載北航和商飛研制的北斗導(dǎo)航機(jī)載設(shè)備的飛行試驗在山東東營首飛成功，北航空管人讓國產(chǎn)大飛機(jī)擁有一雙中國的千里眼。他們還在繼續(xù)奮斗，不斷打破國外技術(shù)封鎖，讓我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)。

這樣的例子還有很多，應(yīng)該說，始終堅持服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求正是北航科技創(chuàng)新不斷取得成績的原因。同時可以看出，在每一項重大成績的背后，都離不開國家級、省部級實驗平臺基地作為支撐，其重要作用不言而喻。我?，F(xiàn)有9個國家級重點(diǎn)實驗室，4個國家級工程研究中心，70余個省部級重點(diǎn)實驗室。每一項國家科技大獎的背后都有重點(diǎn)實驗室作為依托平臺。依托大平臺、組建大團(tuán)隊、承擔(dān)大項目、產(chǎn)出大成果，便是科技創(chuàng)新“北航模式”的真實寫照(圖5)。

圖5 2010年1月18日《人民日報》專題報道了北航科技創(chuàng)新的經(jīng)驗

4 創(chuàng)新精神 代代相傳

夏：聽說北航有個“三代人”的科研文化，這方面有什么經(jīng)驗可以和大家分享？

房：北航的科技創(chuàng)新之路也經(jīng)歷了一代代北航人的接力賽跑。一代代人瞄準(zhǔn)一個目標(biāo)，咬定一個方向，持之以恒，堅持不懈，傳承精神，創(chuàng)新超越，數(shù)十年磨一劍，讓我國在相關(guān)領(lǐng)域從“跟跑”國外技術(shù)，逐步實現(xiàn)“并跑”，并向“領(lǐng)跑”邁進(jìn)。如果說創(chuàng)新是北航人的基因，那薪火相傳則是北航不斷取得輝煌成績的關(guān)鍵路徑。例如，在無人機(jī)領(lǐng)域形成了三代人的“長鷹魂”精神，在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域形成了三代人的“中國心”精神，在慣性技術(shù)領(lǐng)域形成了三代人的“陀螺夢”精神，等等。

“長鷹魂”是北航三代人的無人機(jī)事業(yè)。 “北京五號”是北航師生以前蘇聯(lián)援助我國的“安-2”飛機(jī)為試驗機(jī)改裝的無人駕駛飛機(jī)，實現(xiàn)了自動起飛，遙控飛行和下滑著陸。1958年9月首飛成功。第一代人，就是以“北京五號”總設(shè)計師文傳源教授(1918-)為代表，自主創(chuàng)新，挑戰(zhàn)未知，從無到有，為北航的無人機(jī)、甚至是中國的無人機(jī)事業(yè)奠定了堅實基礎(chǔ)。2018年5月，身體健康的文傳源教授迎來了百歲生日，“北京五號”也已經(jīng)首飛成功60周年。在“北京五號”試飛成功六十周年慶祝大會上，文傳源教授聲如洪鐘的講到：“在座不少同志都參加了‘北京五號’的研制工作，我們克服了很大困難才成功。中華民族有5000多年的歷史，在今天，我們也應(yīng)該在宇宙探索中取得更大成就！……我現(xiàn)在力氣太小了，年紀(jì)太大了，大家都比我年輕，未來靠你們了。不過，我不服氣，我也不服老！讓我們攜起手來，繼續(xù)奮斗！”充分體現(xiàn)了北航人赤誠熱烈、甘于奉獻(xiàn)的報國情懷，勇于創(chuàng)新、敢為人先的創(chuàng)新精神，自強(qiáng)不息、艱苦奮斗的頑強(qiáng)意志和團(tuán)結(jié)協(xié)作、科教融合的工作作風(fēng)。

第二代人，以高空高速無人偵察機(jī)“無偵-5”總設(shè)計師楊為民教授為代表?！盁o偵-5” 是北航于1969年開始研制的高空無人駕駛偵察機(jī)，1972年11月28日首次從圖-4型母機(jī)上投放試飛成功。服役后，該型無人機(jī)(團(tuán)隊)榮立集體二等功，被永久的鐫刻在了中華世紀(jì)壇的青銅甬道上，見證了北航在該領(lǐng)域的輝煌成績。在“無偵-5” 試飛期間，楊為民教授臉部因公受傷縫了40多針，但40多天堅守在現(xiàn)場，導(dǎo)致傷口化膿感染，留下了永久的疤痕。80年代中期，楊為民教授轉(zhuǎn)入可靠性工程研究，是我國可靠性工程專業(yè)的奠基人和開拓者。在北航建立了中國第一個可靠性專業(yè)，并將個人獎金、評審費(fèi)、講課費(fèi)近20萬元，全部上繳了系里，作為青年教師獎勵基金。他一生不逐名與利，惟愿國家富又強(qiáng)，是北航人的精神坐標(biāo)。

第三代人，以無人機(jī)總設(shè)計師向錦武教授為代表。向錦武同志現(xiàn)任北京航空航天大學(xué)長江學(xué)者特聘教授、無人系統(tǒng)研究院總設(shè)計師，他作為型號總設(shè)計師，帶領(lǐng)團(tuán)隊研制了我國第一型中高空遠(yuǎn)程長航時無人偵察機(jī)系統(tǒng)，并發(fā)展了系列化多型長航時無人偵察機(jī)系統(tǒng)，為我國成為繼美國、以色列之后第三個擁有長航時無人機(jī)的國家和我國無人機(jī)系統(tǒng)的跨越式發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。2015年9月3日，在紀(jì)念抗日戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式上，長航遠(yuǎn)程無人機(jī)經(jīng)過天安門廣場，接受黨和國家、全國人民的檢閱(圖6)。向錦武教授也以第一完成人在2009年獲國家科技進(jìn)步一等獎。2017年，該無人機(jī)的高原改進(jìn)型在捍衛(wèi)國家領(lǐng)土的任務(wù)中再立新功，向錦武教授也再次獲國家科技進(jìn)步一等獎。

夏：這些優(yōu)秀事跡充分反映了北航精神，很有教育意義，請房校長再介紹一些實例。

房：好的，再介紹一下三代北航人的“陀螺夢”，這是北航人在慣性技術(shù)領(lǐng)域傳承敢為人先、堅持不懈的精神。北航第一代陀螺人，以林士諤先生為代表。林先生1939年博士畢業(yè)于美國麻省理工學(xué)院航空系，導(dǎo)師是“慣性導(dǎo)航之父”、世界著名科學(xué)家德雷珀博士。畢業(yè)后，他拒絕了導(dǎo)師的挽留，放棄了待遇豐厚、生活無憂的美國，回到了戰(zhàn)火紛飛，動蕩不安的祖國，立志航空報國。 在“兩彈一星”工程的重大急需下，受錢學(xué)森先生委托，林先生在北航創(chuàng)建了航空陀螺及慣性導(dǎo)航研究室(當(dāng)時的第五研究室)，帶領(lǐng)團(tuán)隊先后研制出我國第一個液浮陀螺、第一個動壓氣浮陀螺和第一個撓性陀螺，實現(xiàn)我國機(jī)械式陀螺的從無到有，被稱為“中國機(jī)械陀螺之父”。

圖6 “長鷹”系列某型號無人機(jī)在抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵儀式上經(jīng)過天安門

北航第二代陀螺人，以張惟敘教授為代表。上世紀(jì)80年代初，為了緊跟國際慣性技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展前沿，張惟敘教授作為學(xué)術(shù)帶頭人在國內(nèi)率先開展了光纖陀螺儀的研制。那個時候，大家都沒見過光纖，就連張惟敘教授本人也沒見過，但憑借著一股敢為人先的勇氣，在簡陋的實驗條件下，硬是咬牙啟動了項目。經(jīng)過30余年的不懈奮斗，不斷攻克光纖陀螺領(lǐng)域中的層層難關(guān)，團(tuán)隊終于取得了輝煌的成就，2009年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎，推動了我國慣性制導(dǎo)技術(shù)由機(jī)械陀螺向光學(xué)陀螺的跨越，為國防事業(yè)和科學(xué)研究的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

北航第三代陀螺人，以張廣軍院士、房建成院士(本文被訪者)為代表。進(jìn)入新世紀(jì)，我們團(tuán)隊繼續(xù)瞄準(zhǔn)國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大需求，開拓創(chuàng)新，在國內(nèi)率先開展了小型CMOS天體敏感器、磁懸浮飛輪、磁懸浮控制力矩陀螺等方向的研究，打破國外的技術(shù)壟斷，解決我國衛(wèi)星用新型磁懸浮飛輪的“卡脖子”問題。經(jīng)過近20年的艱苦奮斗，取得了多個國內(nèi)第一：研制成功了國內(nèi)第一臺超高速磁懸浮姿控儲能兩用飛輪，國內(nèi)第一臺高精度長壽命磁懸浮反作用飛輪，第一臺單框架磁懸浮控制力矩陀螺，第一臺雙框架磁懸浮控制力矩陀螺……先后主持獲得13項國家級科技成果獎。其中，我本人主持研制的磁懸浮飛輪及控制力矩陀螺和張廣軍院士主持研制的小型CMOS星敏感器還分別獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎，支撐我國高分辨率衛(wèi)星技術(shù)的跨越式發(fā)展。這其中還有很多北航的博士生是13項國家獎的署名完成人，也是正在培養(yǎng)的第四代陀螺人。