中航工业燃气涡轮研究院现任院长郭昕深情地说:“刘总对航空事业富有开拓精神。在高空台建设期间,他组织实施高空台的设计、使用和试验技术研究,结合科研任务和对外合作大力培养人才。他的这些努力,充分体现了他的前瞻性思维,展示了他的使命感、责任感和大局观。刘总对航空科研工作充满睿智,充分体现他科学、求实的决策艺术。刘总不仅为高空台建设、航空发动机研制、探索自主研制航空发动机道路,以及624所的发展,做出了开创性的重大贡献;更为可贵的是,为我们塑造了一种创新的科研精神和工作方法。”
侯敏杰副院长十分敬佩刘院士,他说:“刘总是我国航空发动机高空模拟试验技术的开拓者,是一位自主研制航空发动机的探索者。特别是在首台自主研制的核心机高空模拟试验中,他克服了缺乏专用核心机试验设备、缺乏核心机试验经验等困难,以巨大的工作激情,在挑战面前毫不退缩,以自己的远见卓识和不懈努力,取得了我国首台核心机研制的成功,为我国先进航空发动机研制打基础、建平台,贡献出了全部的智慧和力量。”
中航工业燃气涡轮研究院前任院长焦天佑与刘大响共事多年,他在回忆中谈到:刘院士在高空台建设中给人留下了深刻的印象,他对航空发动机事业有非常强的责任感和使命感。他到高空台负责设计工作,没过几年,高空台就被“缓建”,在极其困难的条件下,他没有退却、更没有逃避,他争取到有限的经费支持,主持开展了高空模拟试验技术研究,利用他在英国参加斯贝发动机高空模拟试验时学到的新技术,带领技术人员不怕风险、不怕反复、不怕技术难度大,一步一个脚印,解决了大量的设备故障和技术问题,建立了我国高空台的多项高空模拟试验方法。还有在高空台自动数据采集处理系统的引进项目中,在美国制裁封锁、无理中止合同时,他敢于担当、敢于创新,终于成功地自主研发了高空台数据采集处理系统,为高空台建设做出了重大的贡献。
624所原党委副书记周振德同志,曾担任过刘大响所在设计室的党支部书记,他在回忆中说:“大响之所以出色,是因为他付出的更多。他爱学习、肯钻研、事业心强、面对困难不退缩。跟很多出类拔萃的人一样,他的成长过程也不尽是坦途,也历经了许多困难和磨砺。调来624所之初,我们设计室的主要任务是某型发动机设计。1972年5月,这一项任务下马了,室里好长一段时间没事做,一些人就不来上班了。别人不来,大响照常准点上下班。没有别的事做,他就翻书学习。一些人在闲散度日,他却在刻苦钻研。”
曾任624所高空台试验研究室党支部书记的曾伯勤同志回忆说:“大响同志为人正直,有啥说啥,讲究方法。他总是以商量的口气与同事们交流,‘你们看我这个建议是不是合适一些’。每次高空台试验涉及的单位和设备很多,他作为技术负责人在主持试验协调会时,首先让大家充分发表意见,最后才提出自己的看法和要求。他一步步走上了领导岗位,地位变了,但他和群众打成一片的作风始终没有变。调到北京后每逢回到624所,凡遇到熟人他都要打招呼、聊聊家常,没有一点儿架子。这也正是他的人格魅力所在。”
624所有一位中专学历的技术员,却当了一个研究室的副主任,这在科研院所应该说是很少见的。这位同志至今还十分感动地说:“刘总特别注重培养人才,不拘一格用人才。刘总见我对试验设备比较了解、遇事爱琢磨,就破格举荐我当了研究室副主任。当时我们一批人的成长,都是与刘总培养人、善于用人分不开的。”
刘院士结合科研工作,为航空发动机行业和624所培养了一大批人才。在他培养的研究生中,现在很多已在624所和其他厂所的科研工作中发挥着骨干作用。他在624所和北航工作期间,作为导师培养的研究生如张建、郭昕、蔡毅、侯敏杰、李继保、王永明等同志,都先后走上了航空工业企事业单位的领导岗位。
刘院士是一位著述颇丰的专家。他的《试车环境对航空发动机性能的影响及修正方法》《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机进口总压畸变评定指南》《航空发动机进排气装置》三部专著,撰写的近百篇科技报告和论文,对航空发动机设计与研发具有极其重要的指导作用。他还编撰了一本高级科普读物《航空发动机———飞机的心脏》,现已两次再版,许多高校作为教材在使用,起到了让社会了解、支持航空工业的良好作用。
刘院士作为国家某重大计划专家委主任和总师组组长,他不顾自己年事已高,经常奔波于各个承担任务厂所之间,指导研究工作;组织专家,对各个阶段、各项课题任务进行检查和评审,保证了任务进度和质量。该计划的实施,逐步建立起了包括设计软件、设计规范、数据库、数值仿真在内的航空发动机设计体系和信息化平台。通过该计划的实施,充分发掘已有发动机和试验件等存量资源的技术信息,积累了设计经验,总结出了带有规律性的设计方法和流程,这为自主研制航空发动机提供了先进实用的设计手段和工具。624所等中航工业厂所一项项课题任务的顺利推进、完成并取得重大成果,其中一些技术和研制平台已在型号研发中发挥了作用。
有一次,他回到624所主持一项重大装备研制的评审。624所的几位同志去看望他,关切地问:“刘总,您还是像过去那样忙;听说您今年光飞机就坐了80多趟,身体能吃得消吗?您要多注意保重身体哟!”他说:“劳累是肯定的,但发动机的事情更加重要。只要我还没有躺下,我就要好好干,继续发挥一点儿余热。当专家要讲真话,讲实话,要对国家负责任。只要能为我国发动机的发展出一点儿力,对我个人来说比什么都强!”这就是一位科技工作者、一位老专家的航空报国情怀!
如今,为我国航空工业整整奋斗了半个世纪的刘大响院士,还是那样地激情、执着和开拓。为了建设更加宏伟的航空发动机试验研究新基地,为了研制成功跨代的新型航空发动机,为了走出一条自主研制的道路来,用强劲的“中国心”助力实现中华民族伟大复兴的“中国梦”,刘院士还在不断地开拓,不断地奋进,不断地求索。
关注科技前沿推进动力发展
———记中国工程院院士、著名航空发动机专家刘大响北京航空航天大学
中国工程院院士、中航工业624所原总工程师刘大响是北航航空发动机仿真研究中心(简称仿真中心)主任、航空发动机行业的战略专家和重要技术带头人。他一直敏锐地注视着世界航空动力技术的发展趋势和科技前沿,并不断在思考我国如何发挥后发优势,寻找最佳机会和实现跨越发展的方向。在科研实践中,他站在国家航空科技事业的战略高度,以强烈的事业心、责任心和当代知识分子的历史使命感,为学科的研究和发展、为高水平科研技术人才的培养做出了突出的贡献。
推动中心成立促进战略转变
航空发动机数值仿真技术是将现代相关学科最新研究成果、多年积累的实践经验融会贯通,综合应用于发动机研制的一种革命性的方法和手段,是计算流体力学(CFD)、计算结构力学(CSM)、虚拟现实(VR)、计算机和信息技术等最新成果在航空发动机上的综合应用。
自20世纪90年代以来,国际航空动力界人士一般普遍认为,数值仿真是继理论分析和试验研究之后,航空发动机研制的第三种必不可少的设计方法和分析工具。世界各航空发达国家都相继制订并实施相关计划,积极开展发动机数值仿真技术研究。数值仿真技术已逐渐发展出了整机/部件/系统配套、多学科综合、完整规范的发动机数值仿真软件体系、支持数据库和应用规范,并与数字化设计和制造密切关联,贯穿于航空发动机研制、生产、使用、服务等全寿命周期,成为先进航空发动机设计体系的重要组成部分,为航空发动机的研制和技术进步提供了强大的技术支持。
从20世纪90年代以来,刘大响院士就密切关注国内外航空发动机数值仿真和模拟技术的进展和趋势,并利用多次出国考察、交流、合作的机会,有针对性地对俄罗斯中央航空发动机研究院、加拿大普·惠公司、英国罗·罗公司、德国宝马罗·罗公司、剑桥大学等国际著名研究机构、公司和大学在数值仿真技术方面的成就和进展进行了充分的了解、学习和交流。凭借着多年来对航空发动机技术内在发展规律的深刻认识以及对国内现有体制机制的熟悉和了解,在这些制约我国航空发动机数值仿真技术的众多复杂矛盾中,他看到了解决问题的核心和关键:技术上抓系统集成,管理上抓专业化体制,并据此提出建议:以整机仿真为目标建立我国自己的航空发动机数值仿真系统,以高校和中航工业为依托建立专业化的航空发动机数值仿真研究机构。
为此,刘院士早在2000年8月举行的一次由国防科工委组织召开的航空动力行业发展研讨会上提出,在国防科工委领导和支持下,按国家级或部级重点实验室的模式,由中航一、二集团的相关院所与北航联合组建航空发动机仿真研究中心,行政上挂靠北航,业务上相对独立,成为国家财政支持的航空发动机数值仿真技术专业研究机构和国内外技术交流的研究平台。
刘大响院士的这一设想,得到了有关主管机关领导,中航一、二集团公司领导,北航校领导和行业内外专家的广泛支持。在他的积极建议和大力促进下,2003年11月6日,由国防科工委系统三司王欣司长主持,在北京召开了关于组建航空发动机仿真研究中心的协调工作会议。会后,北航按照国防科工委领导的指示精神,同意以能源与动力工程学院为依托,筹建航空发动机数值仿真研究中心。刘大响院士被任命为仿真中心主任,同时任命了专兼职副主任、专兼职副总师等行政和技术领导人员。
到2004年底,在短短的一年多时间内,迅速形成了包括总体结构、总体性能、压气机、燃烧、涡轮、喷管、传热、计算声学、结构强度、多学科耦合优化、数字化与系统开发、集群管理、VR应用、数据库、网络安全等各专业人员,以及行政、资料管理、党务工作等各类辅助人员的30余人的专职队伍,以及以624所、606所、608所、614所科技人员为主的50余人的兼职科研团队。
在刘院士积极组织和推动下,仿真中心的筹备建设和日常工作走上了快速发展的轨道。
立足国内领先瞄准国际前沿
航空发动机数值仿真技术的研究和应用,离不开以高性能计算机和虚拟现实系统为标志的高性能仿真环境的支持。为此,刘院士在其参与的“十五”航空发动机专项技改项目的规划中,单列了仿真中心技改项目。为了充分发挥投资效益,避免重复建设,仿真中心在中德联合工程中心(JET)已有的软、硬件存量资源基础上,进行必要的补充和完善,形成可支持“十五”期间数值仿真技术研究的软硬件条件。在刘院士的亲自关心、指导和支持下,仿真中心在进行技改项目的规划论证和方案设计时,瞄准当时世界前沿技术,提出引进由当时最先进的128个Itanti-um2CPU组成的高性能集群计算机系统,以及由双通道投影仪组成的4米×1.5米交互式三维图像平面视景墙虚拟现实(VR)系统,以满足整机仿真的需要。这些设备不仅在当时的航空动力行业内部处于领先地位,而且在国内高性能计算领域也处于技术前沿。
经“十五”技改建设,仿真中心目前已拥有运算速度超过7000亿次/秒的高性能集群计算机系统和4米×1.5米多通道三维视景生成设备各一套,高性能服务器和工作站60余台(套),CAD/PDM/CFD/CSD/等各类商业软件和自主开发软件50余套,高性能计算和虚拟仿真能力在行业内处于第一,为航空发动机先进数值仿真技术的研究和应用提供了工程实用的软硬件环境。
坚持自主创新加强对外合作
仿真中心成立后,刘大响院士立即组织技术人员投入到航空发动机数值仿真技术的研究工作中。通过对国外资料的分析和调研,大家一致认为,航空发动机数值仿真技术的主要研究工作和任务之一就是建立一套以计算机技术为平台、以航空发动机技术为核心、以工程应用为目标、多学科耦合、具有自主知识产权的“航空发动机数值仿真系统”,以及支持其工程应用的专业软硬件集成环境,为技术决策提供支持,为现役型号的使用提供快速故障诊断、分析和异地技术支持,为新技术、新方法提供考核、验证和应用平台,从而提高我国航空发动机数值仿真技术的“起跑线”,缩短与先进国家的差距,为实现我国航空发动机研制向“预测设计”的转变奠定技术基础。