304所的往昔记忆-专访张彦仲院士

计量测控 2022-10-03

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《计量测控》对张彦仲的专访,发表于2021年7月

您(张彦仲)品格高尚、热爱祖国。八百里秦川赋予您泾渭般分明的性格,秦岭般绵长的胸怀。作为建国后第一位剑桥大学中国籍博士,面对国外的高薪挽留,您从未动摇报效祖国的决心,学成后毅然归国,把事业的根深深扎在祖国的热土上。您心怀壮志、情系蓝天。作为中国著名的航空系统工程专家,您主持研制成中国第一套18000g冲击加速度校准装置,主持研究提出大飞机国家重大专项的总方案,主持研究制订国家“航空发动机及燃气轮机”重大专项的实施方案和“机载系统提升计划”,全面推动了航空科学的战略发展。您甘为人梯、无私奉献。您创建的“航空科学基金”和“航空奖学金”曾帮助众多青年学子共圆航空梦。在担任机械与运载工程学部主任期间,您积极组织和参与工程院的各项活动,为工程院的发展和学部的建设做出了重要贡献 。(2020年中国工程院院长李晓红祝张彦仲院士八十岁寿辰贺信)

张彦仲院士介绍

英国剑桥大学博士,中国工程院院士,航空系统工程专家。

曾任航空工业部副总工程师、总工程师、航空航天工业部总工程师,中国航空工业总公司副总经理、党组成员并兼中国航空研究院院长,中国航空工业第二集团公司总经理,中航科工董事长。荣获“国家级有突出贡献的科技专家”称号、20世纪科学成就奖、国企管理精英人物奖、国家重大科技计划组织管理突出贡献奖等。

自主研究取得机械振动、信号处理与航空系统工程领域的多项创新成果。获国家和部级奖11项,出版《数字信号处理系统及其实现》《机械振动与冲击测量》《快速傅里叶变换及沃尔什变换》等中英文学术专著12部,《英汉信息技术词典》1部,发表论文300多篇。

计量测试技术研究所坐落在北京市海淀区温泉镇环山村,位于寿安山山后,东南距颐和园10 km向南翻过山就是碧云寺、卧佛寺、香山等风景区,北临京密运河。依山傍水,空气清新,环境幽静,是适合科研工作的理想场所。

1961年3月14日,第三机械工业部发文,批准成立第三机械工业部计量检定所,其组成包括第四研究所第六研究室、精密机械加工车间、第三研究所的标准化室和第六研究所的高温、材料应力计量。

计测技术:尊敬的张院士、老领导,您好!304所在不断向前发展,距离建所已经60年了,回顾这六十年的风雨历程,我们很想知道304所是如何从一无所有到如今的蓬勃发展的?最初的情况是怎么样的?

张彦仲:首先谈谈我与304所的机缘。

尽管建所是61年,但大规模进人是62年。当时,304所与精密所还是一个机构两块牌子,我们这第一波大学生大约有50多个人,都是去西洼地报到的,谁是304所的、谁是精密所的,并未最终确定。

我是西北大学物理系毕业的,和我一起来的还有宋文平、朱彦芳、连大鸿、张宝珠,总共有五个大学生。我们到了北京,下了火车,到了永定门,坐41路汽车到西洼地报到,等待再分配。

当时没有所长,只有部里政策研究室下派的刘毅副所长。有两个副总工程师,张光初主管精密所,葛庭芝主管304所

这里还有个小插曲——

到那儿的第三天,组织部小陈通知我们五个人,说今天葛总工程师跟我们新大学生谈话。我们五个就去了。葛总一看,你们都是一个学校的、物理专业的,又逐个看了一下谁是党员、谁是团员,谁是干部。我们五个只有我是党员,其他都是团员。我们那时候大学生入党是很困难的。我是大学二年级入党(60年)。葛庭芝同志是搞计量的,心向着计量:“张彦仲你是党员呀,搞计量工作必须政治觉悟高,政治素质好的。”本来已经把我分到精密所理化室,葛总用铅笔勾了一下,就把我勾到五室去了,也注定我的命运就是搞计量。

我被分配到304所,却没有去太舟坞工作。原因是太舟坞没有地方。304所在太舟坞只有航材院(621)院里的两栋厂房,现在304所在的地方是621的苹果园,当时一个厂房都没有,种的全是苹果树。我们在西洼地从62年差不多待到65年。65年工艺调整,大型精密机床都搬到西洼地了。三车间是个王字形的房子,机床搬走后,中间就腾出了一块儿,作为实验室,我们才搬到了太舟坞。

由精密机械研究所建议,并经三机部技术司同意,1964年4月13日由技术司提出了《关于精密机械研究所南苑部分与西郊部分进行调整问题的报告》,简称“工艺调整”。报告提出:“西郊三车间迁到南苑,留40人在西郊,南苑五室(力学、热学计量)与计量管理科全部迁到西郊冷泉,精密机械研究所集中到南苑,304所集中到冷泉,在目前由精密机械研究所统一领导,到今年第四季度,如有必要,可将两所分开。”

困难时期,颐和园到太舟坞的公共汽车烧木炭,你们都没见过吧,比较慢,晚上七点半就没车了,交通不方便。我曾经步行过。出差回来,火车晚点了,下了火车坐电车到动物园,换332路到颐和园,到颐和园没车了,走啊!20里地,大概走了两个小时。

当时经费紧张,看起来并不像一个研究所,而且也没地方住,当时职工都住在冷泉村里边儿。你们知道“十二间房”的故事么?冷泉村里,农民的养猪场有12间房子,后来装修一下,就租给304所的职工住,没有煤气,也没有暖气,好多人在那住过。

我是住的47栋单身宿舍,现在都没有了。砖是立起来修的,这么一点点厚,有点像工棚,我在那里住了大约十几年。没暖气,冬天烧煤炉子,有一次煤气中毒,差点把我们熏死了。(说到这里,张院士哈哈大笑!)

1969年两个所(计量所和精密所)分开之后,林彪一号命令,正式备战。304所面临着搬迁。当时建设大三线,好多工厂都搬走了,像沈飞一部分搬到贵州去了,陕飞西飞一部分搬到汉中去了。当时304所也准备往贵州搬,去看了地方,但是贵州没有现成的地方;后来又说向灵宝搬,灵宝当时有一个124厂,有几个窑洞。当时就想不花钱,把304所搬到那边去,由于各种原因也没搬成。

后来,我建议咱们自己想办法在北京建。有同志说“大的环境不对,北京要战备,连哈工大都搬到重庆去了,北工大都搬到南泥湾去了,你还在北京建所,你这是什么单位?”我就说“咱们试试看”。

因为当时304所属于航空三机部管理,但是同时为三机部航空、四机部电子、五机部兵器、六机部船舶四个部服务的。我们上报情况之后,四个部开了个会,经过反复商讨,由四个部联合给国务院写了报告。

当时国务院还没有军管,帮助国务院周总理管日常事务的副总理主要有李先念、谷牧、余秋里,李先念管财政部、余秋里管纪委方面的工作、谷牧管建委。报告递上去后,谷牧副总理给批了。后来就搞方案,最终批准304所建2万平方米,投资260万,这个我记得很清楚。当时的260万能抵现在的2~3个亿。

上下沟通,足足跑了半年,这个过程很不容易。304所的建设从这就开始了。

第二个事情就是304所在哪儿建——选址问题。当时有几个选项:第一个是现在的五棵松附近;第二个是现在的知春路附近;还有就是现在的太舟坞。当时304所有好多人与航材院和太舟坞村里的关系比较密切,他们反对搬出太舟坞;有一部分从部里、院里新来的领导,像王槐秋、王焕中,他们支持在城里建。

决定不下来,于是组织去考察一下,回来写报告:(五棵松附近)那个地方太小,304所不是情报所,盖个大楼就可以,还有工厂、有车间呢,地方不够用,这样第一个方案就否了。第二个方案就是放在现在叫知春路的地方,那天下着大雨,我坐着个吉普车,打着伞去勘察:知春路那边全是泥,一尺多厚,那个地方倒是面积够了,但当时前不着村、后不着店,配套建设需要一定周期。后来就说在环山村建。

后来经过协商,三机部建设司和第四设计研究院就把苹果园规划给了304所。当时航材院3000多人,304所300多人。

现在的职工食堂附近,当时还是空地,把那一块也全划给我们。后来,盖了一个单身宿舍、职工食堂、16栋、17栋,后来还有24栋。以后,历任所领导向东征地、扩建,包括你们新盖的办公大楼,都是新征的地。但原始、主体的部分,是从航材院划出来的。

“1973年,三机部正式批准计量测试技术研究所扩建,为了顺利实现这一工程建设,于1974年成立基建办公室,调张宏任办公室主任”。——1990年编修的所史记载

改革开放

1978年11月25日,三机部发文任命王槐秋任计量测试技术研究所所长兼党委书记,陈克任党委副书记,蒋志迪任党委副书记兼政治处主任,张宏任副所长兼总工程师,黄焕宗、薛维新、陈继常、张彦仲任副所长。

1978年12月18日-22日,党十一届三中全会确定中国开始实行的对内改革、对外开放的政策。

1980年3月3日,国务院副总理王震批示:“同意接待外国客人,作科技交流工作。”

1980年3月31日,第三机械工业部同意将三O四所对外开放,对外名义为长城计量测试技术研究所。

航空工业最早开放的单位

1978年,党的十一届之后,我开始任副所长。到1980年,派我去上海参加一个工业展览会,负责去洽谈业务。经过洽谈最后确定下来:英国输力强公司在中国建一个数字电压表的维修点(站),由对方出资,我方派人经营,当时,这还是王震副总理批复的。全国对外合作修理服务业——我们是全国第一个对外开放的。

回忆改革开放四十年,航空工业最早开放的单位就是304所。当时全国可能是第三或第四家开放的。我们当时确定的方针是“先修后造”。其实,先修理后制造,也是我国航空工业发展的道路。

静下心来 做学问 搞科研

我们这代人从小学上学到大学毕业,(第二语言)学得都是俄语,没学过英语。比我们早的,中小学读英语,比我们晚上三年的,从65年之后大学恢复了英语。我是学了12年俄语,没有学过一句英语。后来,做研究需要看资料,俄语资料没有,又自学了英文。笔头是可以的,但是我讲的英文,人家都说有点俄语的味道。不过笔试是没有问题的。

我的特点是学一行,就把它学好。当时,有老同志说你学好英文有什么标志,那就出版一本书吧,编一本字典。我讲,编一本专业字典倒可以。于是就编写了一本英汉信息词典,航空工业出版社出的,科技图书馆里有。

科学迎来春天之后,科研技术进步也非常快,那时候就开始有一些科研成绩。我这一辈子也写了很多论文。整理了科学文集,所有的文章都要重新打印,一共大约1200多页,中文600多页、英文600多页,由浙江大学出版社出版的。在304所的时候就写了一百多篇论文,选了两三篇出版。其中,《加速度计的校准》是我在304所的时候写的,现在看来尽管水平不高,但也标志了我那段时间的工作。

那个时候,我们一个房间住8个人,有些人经常在宿舍打牌,我跟他们不在一起,因为浪费时间。304所是一个可以静下心来做工作的地方,这是304所的优势,如果你愿意学习,304所是最好的地方。但如果不想学习,你在那里混,那就混没了。

1978年,国家决定恢复研究生制度,也是那时候,国家决定派遣留学生。304所是部里最早向国外派博士生的,在航空工业里都要数第一。我到了英国、张贤达到了日本,靳书元留学法国、殳伟群留学德国。后来还派了不少人去国外学习深造。

我是考去了剑桥的三一学院,当时还有一些风险,1979年考试,1980年录取的,1981年才出国。在那里三年,很多理论知识都需要重新学习,我其实相当于本硕博连读了。

1984年10月29日,张彦仲自英国剑桥大学三一学院获得博士学位回国,这是新中国成立以来在三一学院毕业的第一位中国博士。他利用子群卷积原理,创造了一种新的快速傅里叶算法(FFT),这种算法是目前世界上最先进的算法。——304所大事记

1985年10月,张彦仲出席在澳大利亚举办的第二十届国际电子学年会,并在会上宣读学术论文。1989年4月,张彦仲荣获澳大利亚国际“威廉姆——格尔灵——瓦特生电器工程奖”。这种奖主要授予世界上在电子、电器和计算机领域里做出突出贡献的科学家。

计测技术:304 所是从 60 年代就开始了动态计量和校准方面的工作么?那么,动态计量在当时是怎么界定的呢?

张彦仲:我在304所是搞振动的,搞冲击,建气炮、落球、冲击板鑫这套系统,所谓动态计量,也是后来形成的概念。什么热风洞、激波管、冲击振动台,过去304所都没有,这些专业也不清楚该怎么干。

那时候没有计算机,当时还是电子管时代。我们做的振动台的功率放大器用的是电子管,没有晶体管。动态计量,当时也没有这个名词。刚开始只有我们304所这么叫,后来,有人说什么叫动态计量?

好比说,测量尺寸,这是静态计量,但是测量振动实际上也是测量尺寸——测量振幅,但这个振幅是动的,所以,这个怎么测量,这就变成了振动计量了。振幅可以看作一个长度,是随时间在变化的长度。

动态就是随时间动——这个概念大约是304所开始搞规划的时候提出的。

温度也是,低温、高温、超高温,要求温场要均匀、温度要恒定,但如果测发动机的温度,温场不均匀,还在随时变化,我们当时就是要解决这个问题。所以就提出了动态的计量、实际上就是动态的长度、动态的温度、动态的压力,之后还涉及到动态的力,因为发动机推力也不是恒定的。

静态的和动态的有什么不同呢?静态的可以慢慢的、稳定的去做,动态的有一个响应时间,所以,还要求快速、实时,304所是搞航空计量、军工计量,在其他国家也叫工业计量。什么我的砝码是0级、你的砝码是1级,那个是没有什么大的意思的,我们就是要根据工业的需求做一些动态参数的计量标定工作。希望304所的计量工作能够与航空工业的科研发展相结合,不是只搞什么基本基准、标准砝码……,我们要搞工业计量。

计测技术:正如您所说,咱们国防工业对动态的要求原来都很隐性的,现在越来越显性化了。随着对动态需求的不断增长,对这一块技术提升要求也越来越高。那么,304所应该重点放在哪几个方面?

张彦仲:动态计量概念在不断发展,领域在不断变化,尤其是结合航空工业发展,需要干的事儿很多,比如说动温,大约做到1200多度,现在要求做到1700度以上;动压,我们现在动压激波管也就几百个大气压,用到兵器,兵器要做膛压,好几万个大气压,也是动的,静的维持不住。这些要紧密结合国防的发展,现在还需要研究。

航空工业发动机的燃烧效率是多高?本来燃烧效率主要测量温度和流量就够了。一秒钟吸入多少空气流量,烧多少油,就计算出了。我们现在算的燃烧效率都是大于100%,这当然不可能,因为,温度和流量测不准。航空发动机最大的流量就是燃油滑油,你说飞机加油20t,要怎么知道是20t还是15t,那个是静态的,滑油是慢慢流的,这个就测不准了。动态计量方面还面临着很多问题,有待解决和发展。难度也比较大,世界上没有先例。

像美国等很多国家计量部门都不做这些事儿,这些事儿都是工业部门或者研究部门自己做的,但是也做得不规范。

之前,研制某型发动机的时候,整个发动机的叶片都是交给304所测的,根据测的尺寸研制的,后来搞成了。这是304所的优势,304所要有我们自己的一套,我们要密切结合国防工业,尤其是航空工业的发展需求。航空工业搞那么多大专项,应该积极参加。

例如,动态计量实际上不用限制于动态,是工业计量、产业计量,304所的计量发展要有自己的特色,我们更接近产品、更接近国防科研。

计测技术:您到二集团以后提出要抓技术创新,经过这十几年的发展,企业的技术创新比较成熟了,您觉着,类似304所这样的研究所的技术创新应该怎么做? 

张彦仲:“大众创业,万众创新”。万众主要是参与的事儿。科技创新、管理创新、制度创新……有很多方面的创新。什么叫创新?别人没干过的我们来做,从理论、方法、技术方面,都是可以创新的。企业主要还是管理创新;研究所本身还是搞研究的,包括开发新的研究领域、新的研究领域里新的方法、新的材料、新的技术。研究所是创新的引领者,要产学研结合。

研究所怎么搞创新?这确实是一个好课题,可以好好探索一下。304所和其他研究所一样,主要是科技创新方面。

过去我们跟着人家走,今后,还学谁呀?要自己探索。当然,引进、消化、吸收,再创新也是可以的。

我每年还要带2~3个博士生。博士生难的不是做题目,而是出题目。课题太难做不成,耽误了人家。题目既是别人没有做过的,学生又可能有能力完成。最简单的创新方法就是联想。例如,有限元法算结构,算房子、汽车、飞机结构,很有效率,有大批论文。过去用传统方法算,现在用有限元法,可以提高效率、提高精度。我带的研究生是研究电磁场的。我说,你能不能用有限元法来算电磁场、算天线,后来他做到了,顺利毕业拿到博士学位,成功的把力学的理论用到了电磁场。

联想也是一种创新。新方法在别的领域用过,在你这里还没有人用。量子技术全世界都在搞,你能把量子技术应用于计量,这也是一种创新。大量的创新都是联想式的创新。

第三种创新是集成创新。尽管每个分系统都是别人的,我把他综合起来。这个304所不太多,但是航空很多。航空电子也是综合起来的。雷达、电台、显示,你能把他集成起来,也算创新,飞控系统,传感器、作动器、计算机等亚系统集合起来,用到飞机上,那也是。

目前,集成创新和引进消化再创新比较多。原始创新比较少,也比较难。理论很难推翻,能应用好已经很难得了。

计测技术:张院士,您认为本科、硕士、博士有什么不同?年轻人该在不同学习阶段着重掌握什么技能?您能指导一下青年学子么?

张彦仲:我个人认为本科生学基础知识,硕士生是研究方法的培训,做个小课题,不见得有多么高的水平,但是你得懂得怎么去查资料、怎么去搞方案、怎么去搞研制、怎么做测量验收,是一个科研方法的培训。博士生就应该有创新,如果是别人都搞过的,我再把他的方法走一遍,可能通不过。必须你自己干,别人的论文抄过来,那是绝对不可以的。本科生是学习方法和基础知识,硕士生专业知识和科研能力,博士生应该有所创新。当然,这是我的理解,教育部有更详细的规定。

计测技术:作为国防科技工业的知名专家,304所的老领导,借此机会,可否与我们《计测技术》的作者和读者说几句话?

张彦仲:计量工作是一个科学基础,过去聂总说过,科技要发展,计量需先行。这个话还是说得很对的,计量既是科学的基础工作,还要先行。这作为我们整个计量工作的一个指导。

《计测技术》是我们国防计量领域的一本刊物,希望能把广大计量人员的科技创新、成果、经验都能够展现出来,给大家提供一个舞台。

希望我们《计测技术》的水平不断提高、领域不断扩展、涉及的范围更宽一点,希望有更多的读者、作者来参与我们这个杂志的出版、阅读,希望《计测技术》为计量事业的发展做出贡献,推动计量测试技术的发展。


《计测技术》采访手记

有这么一段话,里面饱含着深情、包含着故事, 现在仍让我记忆犹新。张院士说:我大学毕业就到了 航空工业,马上也要一甲子了。我在 304 所工作 23 年, 到 85 年,从 304 所调到部里,当总工程师,到现在 也 30 多年了。固然,在所里待的时间少、干得事情小, 但我的青春是在 304 所度过的。我到 304 所是 22 岁, 离开 304 是 45 岁,见证了那个阶段所里的发展。

——采编 / 周宁 韩冰



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