摘要 高玉魁教授,2008年獲中國(guó)航空研究院博士學(xué)位,現(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)椴牧狭W(xué)行為(側(cè)重研究固體材料的疲勞斷裂)、表面強(qiáng)化工藝(噴丸強(qiáng)化、激光沖擊強(qiáng)化、滾壓、...
高玉魁教授,2008年獲中國(guó)航空研究院博士學(xué)位,現(xiàn)任同濟(jì)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)椴牧狭W(xué)行為(側(cè)重研究固體材料的疲勞斷裂)、表面強(qiáng)化工藝(噴丸強(qiáng)化、激光沖擊強(qiáng)化、滾壓、擠壓、復(fù)合強(qiáng)化等)、結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)(裂紋萌生與擴(kuò)展壽命及耐久性)、表面完整性分析(顯微組織、殘余應(yīng)力、表面形貌、表層梯度性能設(shè)計(jì))、航空航天飛行器關(guān)鍵件的壽命預(yù)測(cè)與延壽技術(shù)等。高玉魁教授曾在北京航空材料研究院從事航空航天零部件的表面強(qiáng)化與表面完整性研究十余年,并于2010年4月~2011年2月期間在丹麥科技創(chuàng)新部DANIDA項(xiàng)目全額資助下到丹麥科技大學(xué)(DTU)RisΦ校區(qū)風(fēng)能實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行訪問(wèn)學(xué)習(xí)和從事納米材料梯度特性研究。2012年調(diào)入同濟(jì)大學(xué)到航空航天與力學(xué)學(xué)院工作。2009年和2012年曾2次被中國(guó)工程院聘為國(guó)家咨詢項(xiàng)目和國(guó)家重大咨詢項(xiàng)目專家。
現(xiàn)主持的主要科研項(xiàng)目有:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“激光沖擊作用下金屬材料殘余應(yīng)力場(chǎng)的響應(yīng)規(guī)律和強(qiáng)化效應(yīng)”、國(guó)家冷軋板帶制備及工藝工程技術(shù)研究中心開(kāi)放課題“TWIP鋼軋制過(guò)程組織及殘余應(yīng)力演化規(guī)律研究”和中央高校基本業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“航空高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料的表面強(qiáng)化理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”和“高強(qiáng)度鈦合金和鋁鋰合金的表面強(qiáng)化與殘余應(yīng)力研究”、“航空鈦合金材料噴丸及孔擠壓強(qiáng)化處理”、“航空高強(qiáng)鋼強(qiáng)化處理及強(qiáng)化層殘余應(yīng)力研究”等。
先進(jìn)制造業(yè):高教授您從事航空航天領(lǐng)域這些年,取得了巨大成就。您能介紹一下這些成果,以及它們對(duì)航空航天事業(yè)的意義和價(jià)值嗎?
高玉魁:謝謝您這么說(shuō),航空航天領(lǐng)域很大而且所涉及到的專業(yè)面也很廣,說(shuō)我取得了巨大成就真的不敢當(dāng)了,這些年來(lái)我只想在自己的專業(yè)領(lǐng)域踏踏實(shí)實(shí)做些事情。具體來(lái)說(shuō),我的工作就是對(duì)航空航天關(guān)鍵零部件和重要核心件進(jìn)行定壽和延壽。正如人有一定的壽命一樣,零部件在服役條件下也有壽命,因此零部件的服役壽命的確定以及對(duì)關(guān)鍵零部件和核心重要件開(kāi)展延壽工作具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。
我多年來(lái)的研究重點(diǎn)一直放在表面強(qiáng)化工藝技術(shù)上,具體來(lái)講就是針對(duì)零部件易發(fā)生失效的部位----表面進(jìn)行強(qiáng)化處理,以改善表面完整性,從而提高零部件的服役壽命,確保航空航天零部件的安全性、可靠性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性(可簡(jiǎn)稱四性)。有些術(shù)語(yǔ)也許太專業(yè)了,簡(jiǎn)單來(lái)講就像是給人看病和治療一樣,我是航空航天零部件的醫(yī)生,專門研究預(yù)防零部件失效和延壽的。
眾所周知,確保飛行器關(guān)鍵件的四性是國(guó)內(nèi)外飛行器設(shè)計(jì)、制造和使用等過(guò)程中始終圍繞的主體,因此有關(guān)定壽理論和延壽技術(shù)的研究意義重大,具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
先進(jìn)制造業(yè):高教授你從事航空航天領(lǐng)域多年了,可以介紹下中國(guó)這些年航空航天領(lǐng)域的發(fā)展情況以及它未來(lái)的發(fā)展前景嗎?
高玉魁:這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得我有些不好回答的,雖然自己從事航空航天領(lǐng)域的研究已有十余年,但我僅僅知道有關(guān)自己研究方向的某些發(fā)展情況。對(duì)于不是自己研究方向的其他領(lǐng)域,我是不敢妄言和瞎談的,以免誤人子弟和誤導(dǎo)別人。下面僅從我自己的研究領(lǐng)域來(lái)談一下個(gè)人的一些體會(huì),不妥之處還請(qǐng)大家予以批評(píng)指正。
中國(guó)航空航天領(lǐng)域的研究首先立足國(guó)防然后惠及民生,因此在不同的時(shí)期或階段,國(guó)內(nèi)存在了各種型號(hào)的飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星和其他空天飛行器,并逐步形成了自己的。從增強(qiáng)國(guó)防實(shí)力的角度來(lái)講,當(dāng)然希望我們的航空航天飛行器作戰(zhàn)力強(qiáng)、飛行效率高、多功能化和經(jīng)濟(jì)實(shí)用,但核心問(wèn)題就是如何確保執(zhí)行飛行任務(wù)的安全可靠以及成本的經(jīng)濟(jì)和性能的穩(wěn)定及功能的多樣化。從民用飛行器的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,大型商用飛機(jī)、低空飛行器、水上飛機(jī)、水陸兩用飛機(jī)、地效機(jī)都是未來(lái)不錯(cuò)的發(fā)展方向,但關(guān)鍵問(wèn)題仍然涉及到四性的基礎(chǔ)研究及其相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。未來(lái)航空航天的發(fā)展前景很廣闊,但核心的問(wèn)題還是圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域突破技術(shù)瓶頸,只有自主創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)超越,從而真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)的航空航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。
先進(jìn)制造業(yè):高教授您覺(jué)得中國(guó)在航空航天領(lǐng)域如果發(fā)展更好,還需要做哪些方面的努力?
高玉魁:其實(shí)在回答您上面的問(wèn)題時(shí),我已經(jīng)稍微談了一些這個(gè)方面的問(wèn)題。中國(guó)的航空航天能夠發(fā)展到今天這種樣子,坦率地說(shuō),已著實(shí)不易。新中國(guó)成立之初,中國(guó)的航空航天真的是一窮二白。在國(guó)家的大力重視下,錢學(xué)森等老一輩科學(xué)家嘔心瀝血,奠定了中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的基石,也涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的科技人才和取得了突出成果,典型的如兩彈一星。中國(guó)的航空事業(yè)也是經(jīng)過(guò)了艱難的探索,才逐步走出了仿制,自主研制出各種型號(hào)和性能的飛行器,并從購(gòu)買國(guó)外飛機(jī)到出口自己生產(chǎn)的飛機(jī)。近段時(shí)間大家通過(guò)央視看見(jiàn)了各種型號(hào)的飛機(jī)井噴一樣出現(xiàn),其實(shí)這也是前期大量積累和眾多探索研究的結(jié)果和成果。
雖然我們的航空航天事業(yè)建國(guó)以來(lái)到今天取得了巨大的成績(jī)和進(jìn)步,但還應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到我們的基礎(chǔ)研究還是很不夠的,主要問(wèn)題是我們的制造技術(shù)還是落后的傳統(tǒng)制造,對(duì)先進(jìn)的制造技術(shù)研究不夠,而且我們的飛行器關(guān)鍵零部件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還不是很充分,整個(gè)飛行器從制造生產(chǎn)到服役及維護(hù)過(guò)程中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的研究也不充分,大數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也已經(jīng)提到了日程。
由于貴刊是《先進(jìn)制造業(yè)》,我就針對(duì)制造技術(shù)談一下自己的粗淺看法和淺顯認(rèn)識(shí)。中國(guó)雖然已是世界制造大國(guó)也是世界建造大國(guó),也早已成為世界的加工工廠,但中國(guó)還不是制造強(qiáng)國(guó),究其原因就是我們?nèi)鄙僮约旱闹圃旒夹g(shù)體系和創(chuàng)新能力。我們的制造起步于仿制,而且制造出來(lái)的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,這反映了我們?nèi)鄙僮銐虻幕A(chǔ)研究。此外,我們仿制的結(jié)果就是比葫蘆畫瓢,本身就比別人差很多,導(dǎo)致出現(xiàn)了“引進(jìn)---仿制---落后---再引進(jìn)”的惡性循環(huán)。從整體的制造水平而言,我國(guó)航空航天產(chǎn)品的制造還是處于成形制造,主要目的還是為了完成形狀尺寸要求所需的加工工序,而不是為了確保某些性能去特意采用特種的工藝來(lái)進(jìn)行加工,因此導(dǎo)致我們的產(chǎn)品還處于低中級(jí)水平,距離高端產(chǎn)品還差不少,也體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定可靠性差等方面。因此先進(jìn)的制造技術(shù)就是確保產(chǎn)品性能的制造技術(shù),制造強(qiáng)國(guó)要有自己的制造技術(shù)體系和檢測(cè)系統(tǒng),才能達(dá)到別人可以制造的我也能制造別人制造不了的我還可以制造,這才是真正的制造強(qiáng)國(guó)和大國(guó),也是我們的制造中國(guó)夢(mèng),否則我們一味仿制缺少創(chuàng)新很難達(dá)到別人的水平更談不上超越別人,何來(lái)制造強(qiáng)國(guó)?這其實(shí)也是制造業(yè)將來(lái)調(diào)整的方向和進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,只有先進(jìn)的制造技術(shù)才能加工出先進(jìn)的產(chǎn)品。“一代制造,一代制備”,這不僅體現(xiàn)在航空航天領(lǐng)域,其實(shí)在別的行業(yè)也是如此。為了推動(dòng)先進(jìn)制造技術(shù)和工藝,我一直在從事改性制造技術(shù)研究,也非常有幸參加了中國(guó)工程院牽頭的有關(guān)核心制造技術(shù)的國(guó)家咨詢項(xiàng)目和國(guó)家重大咨詢項(xiàng)目,為目前突破我國(guó)制造所存在的瓶頸問(wèn)題提出了一些建議。本月初,也很高興自己的第一本涉及加工制造的專著《表面完整性理論與應(yīng)用》在國(guó)家出版基金的資助下由化工出版社印刷,我特別希望這些工作對(duì)推動(dòng)先進(jìn)制造和提升我們制造水平有所幫助。
關(guān)于您問(wèn)題中提到的需要努力的方向,其實(shí)很多,但關(guān)鍵問(wèn)題還是人才和體制。人才的培養(yǎng)和專業(yè)的培育對(duì)任何行業(yè)來(lái)講都是頭等大事,尤其是我們目前的高等教育體系多是趨于功利化的,對(duì)學(xué)生而言說(shuō)白了就是讀了什么專業(yè)好找工作,而不是從學(xué)生自身的素質(zhì)培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生事業(yè)心的角度來(lái)設(shè)置,我認(rèn)為這種教育有時(shí)不僅是誤人子弟甚至是毀人不倦。中國(guó)的航空航天事業(yè)需要有激情的開(kāi)拓性創(chuàng)新研究和工程類人才,而我們現(xiàn)在的培育體制是兩個(gè)極端,要么就是讓學(xué)生成為空談的理論家,要么就是成為沒(méi)有理論指導(dǎo)的實(shí)踐者。我希望航空航天類高校的老師能夠有航空航天企業(yè)或航空航天科研院所的經(jīng)歷,否則很難給學(xué)生講明白各個(gè)飛行器零部件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、選材特性、制造技術(shù)和使用維護(hù)等系統(tǒng)知識(shí),這樣使學(xué)生不僅很難有總體認(rèn)識(shí)更談不上某些具體的細(xì)節(jié)問(wèn)題了。這不是僅僅因?yàn)槲以诤娇蘸教煅芯克ぷ鬟^(guò)后的認(rèn)識(shí)和體會(huì),而是調(diào)入高校后從學(xué)生目前的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行的思考。很多學(xué)生畢業(yè)了還不知道起落架采用什么材料和如何加工,發(fā)動(dòng)機(jī)核心件的關(guān)鍵制造技術(shù)是什么,這都反應(yīng)了我們對(duì)人才的培養(yǎng)是不系統(tǒng)和有待完善的。
我們不能忽略對(duì)人才培養(yǎng)重要性的認(rèn)識(shí),更不能忽視了對(duì)基礎(chǔ)研究的重視。我們總希望從國(guó)外搞到或買來(lái)先進(jìn)的技術(shù),但這是不可能的。因?yàn)橄冗M(jìn)的技術(shù)或工藝是買不來(lái)了,即使別人買給你設(shè)備,也是落后的工藝技術(shù)所使用的設(shè)備。我們的科研不能只看論文,更應(yīng)側(cè)重加強(qiáng)在理論指導(dǎo)下的工程應(yīng)用項(xiàng)目,這對(duì)推動(dòng)航空航天領(lǐng)域的發(fā)展是至關(guān)重要的。
先進(jìn)制造業(yè):高教授您在與國(guó)外航空航天領(lǐng)域的交流中,覺(jué)得中國(guó)與西方國(guó)家可以進(jìn)行哪些方面的學(xué)習(xí)和互補(bǔ)?
高玉魁:中國(guó)的優(yōu)勢(shì)是集中力量可以辦大事,有能力組織多部門協(xié)調(diào)攻關(guān)難題,缺點(diǎn)是體制中的領(lǐng)導(dǎo)不一定是技術(shù)專業(yè)方面的精英,對(duì)科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和技術(shù)難點(diǎn)的瓶頸不一定能夠把握得很準(zhǔn)確或認(rèn)識(shí)很到位。
西方國(guó)家側(cè)重基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用相結(jié)合而不是脫節(jié),而且企業(yè)可以到高校來(lái)做講座教授,學(xué)校教師也要到企業(yè)去做一段研究,我覺(jué)得這樣的研究不僅有意思而且也比較科學(xué)。如國(guó)內(nèi)剛剛開(kāi)始重視零部件的使用性能控制技術(shù),但國(guó)外早在上個(gè)世紀(jì)七十年代花費(fèi)了幾十年時(shí)間并集中了高校、研究所和企業(yè)優(yōu)秀人才聯(lián)合起來(lái)搞控性技術(shù)研究,建立了零部件的控性制造技術(shù)體系和數(shù)據(jù)庫(kù)。
因此我們需借鑒西方的創(chuàng)新思維和科學(xué)研究體制,同時(shí)加強(qiáng)多學(xué)科跨行業(yè)的協(xié)作,在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上結(jié)合集成優(yōu)勢(shì),我們的科技實(shí)力和水平可以明顯提高,我國(guó)的航空航天發(fā)展也會(huì)進(jìn)步更大。
先進(jìn)制造業(yè):高教授您在培育中國(guó)航空航天領(lǐng)域年輕一代的問(wèn)題上,有什么意見(jiàn)和建議嗎?
高玉魁:我自己已經(jīng)不知不覺(jué)步入了不惑之年,但對(duì)未來(lái)發(fā)展和未知世界還是像個(gè)孩子一樣充滿了好奇,也許正是這種好奇心讓我興趣盎然去做事和驅(qū)使我不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題,并企圖去從理論機(jī)理上來(lái)解釋和從工藝技術(shù)上來(lái)解決這些問(wèn)題。
我現(xiàn)在作為高校老師,在培養(yǎng)航空航天領(lǐng)域年輕一代時(shí)仍然覺(jué)得興趣才是最好的老師,沒(méi)有研究激情和不甘愿奉獻(xiàn)的人是無(wú)法從事航空航天事業(yè)的,沒(méi)有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和沒(méi)有創(chuàng)新思維的人也是很難在航空航天領(lǐng)域取得很大進(jìn)展的,因此我對(duì)航空航天年輕一代的期盼是年輕人可以充滿激情地探索,像饑餓的饞貓一樣地吸取各種知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),在團(tuán)隊(duì)中不斷完善自己和拓展實(shí)力并不斷超越自己。這只是我個(gè)人對(duì)年輕一代的期許,因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在多是獨(dú)生子女,團(tuán)隊(duì)意識(shí)不強(qiáng),而且現(xiàn)在的年輕人都比較注重自我,但在航空航天領(lǐng)域個(gè)人的單打獨(dú)斗是很難取得進(jìn)展的,這也許與數(shù)學(xué)、力學(xué)或物理化學(xué)等領(lǐng)域的最大不同,很難想想沒(méi)有合作,一個(gè)人怎么來(lái)完成龐大的航空航天飛行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選材和制造呢,因此我希望年輕一代在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)更要加強(qiáng)合作,培養(yǎng)自己的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力。
以上所談都是自己的粗淺認(rèn)識(shí)和個(gè)人體會(huì),很多地方由于自己的專業(yè)所限和水平問(wèn)題,難免存在“井底之蛙”的拙見(jiàn),哪怕我是“井底之蛙”,也期許自己的“蛙聲”能夠引入大家的思考和對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起到一些推動(dòng)作用,更希望將來(lái)大家有共識(shí)后“聽(tīng)取蛙聲一片”,那時(shí)也許我們的制造水平已經(jīng)真正邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。