高鎮同:“永遠不知疲勞”的“結構疲勞”專家

從事飛機結構疲勞和可靠性研究60年,去年90歲時才退休﹔

創立“疲勞應用統計學”,研究成果助力數千架軍機使用壽命從1000多小時延長至3000小時﹔

1項科研成果獲國家科學技術進步一等獎,2項獲國家技術發明二等獎,2項獲國家科技進步二等獎,1項獲國家自然科學三等獎﹔

他和他的5位學生都是院士,創造“一門六院士”的佳話﹔

1991年就當選中科院院士,卻至今堅持住在約70平方米的老房子裡,迄今為止個人捐助資金超過200萬元,而自己生活簡朴,一件毛衣穿十幾年……

歷屆國慶閱兵式上,一架架戰機從天安門上空凌空而過,讓現場和電視機前的人們無不熱血沸騰。

在一代代中國戰機的背后,有一群為戰機“保駕護航”的人。北京航空航天大學教授、結構疲勞與可靠性國際知名專家,我國飛機結構壽命與可靠性理論的奠基人,今年91歲的高鎮同院士,就是其中富有代表性的一位。

60多年來,高鎮同“不知疲勞”地揮洒熱血,帶領一群人,在飛機結構壽命可靠性評定理論和工程方法上做出了原創性貢獻,為我國殲擊機、轟炸機、客機等20余個型號數千架飛機進行定壽和延壽,“為保障部隊的戰斗能力和飛行安全作出了歷史性重大貢獻”。

這位在航空強國路上勇攀高峰的學者,在育人、樹人之路上也鐫刻下許多令人印象深刻的“足跡”:創造“一門六院士”的佳話﹔個人捐款超200萬元,而自己堅持住在約70平方米的老樓裡……

這,究竟是一位怎樣的專家?舉國歡慶新中國成立70周年之際,《新華每日電訊》記者深入北航校園,探訪這位為航空強國夢拼搏70余載的“最美奮斗者”。

國之不盛家何在

“這輩子沒有白干”

“日軍的轟炸機、戰斗機,經常凌空穿越北京……”1928年11月,高鎮同出生於北京,“七七事變”時9歲。高鎮同回憶,小學大門對面就是一個日軍軍營,他和同學們每天上下學都能看到日本兵在街上橫沖直撞。

從小目睹喪權辱國、百姓流離失所之苦,幼小的高鎮同心中萌生了強烈的愛國情,“國家如果不富強起來,就得受列強欺辱”。

“國之不盛家何在?自古有國才有家。”北航校園,狹窄居所內,高鎮同脫口而出多年前有感而發寫下的這句詩。

“中國要強,要航空報國,必須要有好飛機。”1946年,高鎮同考取北洋大學航空系,開啟了和航空事業長達73年的不解之緣。但舊中國沒有航空工業,“學航空的畢業就失業”,同屆航空系學生原有20多人到1950年畢業時隻剩4人,其中一個是高鎮同。

1952年,高鎮同隨清華航空系調入新中國第一所航空航天高等學府——新組建的北京航空學院,一干就是60多年。

北航建校初期,高鎮同負責材料力學實驗室建設,僅用兩年時間開設出“材料力學”全部實驗課程。還自己設計制造國產第一台光彈性儀,研制出第一枚電阻應變片,為此榮獲“北京市青年社會主義建設積極分子”榮譽稱號。

1954年,英國兩架客機先后失事,56人遇難,后確認為機身疲勞破壞。關於此次事故的報道引發了高鎮同的關注。

“疲勞破壞具有隱蔽性,在沒有明顯先兆的情況下,飛機會突發性凌空斷裂解體,危險性極大。”1958年,高鎮同率先在學校開始機身疲勞試驗研究。

1970年,河北邯鄲,一架直升機墜毀,機上7名戰士全部遇難。根據周恩來總理指示,事故調查小組成立,高鎮同成為小組成員。經調查研究,墜毀原因被確認為直升機旋翼系統軸頸疲勞破壞。

自新中國成立至20世紀70年代,我國生產的大量飛機都未曾給出使用壽命,使用中有很大盲目性,機毀人亡的事故時有發生。

進行飛機結構定壽、延壽和抗疲勞設計,保障飛行安全,已刻不容緩!

當時發達國家是每個機種提供5架飛機做實驗,而我國由於經費的限制,隻能提供一架。高鎮同他們要用一架飛機的試驗數據得到與五架一樣的安全壽命數值,而每架飛機每次飛行的環境、起落的力度、飛行員駕駛習慣的不同,導致同一個型號中每架機體的壽命年限也長短不一。這聽起來簡直是天方夜譚般的任務。

北航老主樓一層,有兩間疲勞實驗室。懷著強烈報國心的高鎮同在這裡一遍遍測試飛機構件的“疲勞壽命”,拿著放大鏡仔細端詳構件孔洞因疲勞斷裂的演化過程。

這成為高鎮同一生不懈奮斗的目標。

在高鎮同指導下,我國航空系統18家單位實施了一系列測試工程,經過10余年努力,不僅為我國飛機定壽、延壽和結構可靠性設計提供了基礎數據,還培養了一批疲勞領域專家學者。

“在高先生指導下,我們從70年代起採集了我國獨有的400萬億個數據,提供了大數據和技術支撐。”高鎮同的學生、飛機壽命與結構可靠性專家閆楚良院士說。

高鎮同不斷攻克技術難關,解決了疲勞強度概率分布的世界性難題,形成了中國專有的飛機結構壽命預測理論,到1993年,我國數千架相關飛機的使用壽命已經從1000多個小時延長至3000小時。1995年,飛機定壽延壽技術獲國家科學技術進步一等獎。

1998年的一天,陝西某地山區,國產中型運輸機“運八”疲勞試驗現場。在高鎮同指導下,對飛機的載荷施加到107%時,開始吱呀作響﹔加到108%時,機翼根部整個斷裂,控制精准。通過試驗,“運八”的疲勞壽命從過去1.2萬飛行小時、8000個起落,提高至2萬飛行小時、1.1萬個起落,使用壽命大幅提升。

數據顯示,應用高鎮同所創方法進行定壽、延壽的數量龐大的國產“運七”“運八”等系列飛機,在100余條航線上飛行了數百萬小時,30余年結構從未發生疲勞破壞事故。

空軍航空技術裝備可靠性辦公室對高鎮同的研究成果給予了高度評價:“高鎮同院士創建的飛機結構壽命可靠性評定理論與美國等一些技術發達的國家相比具有原創性和先進性。研究成果用於指導我國飛機定延壽至今已30余年,與眾多廠家合作完成的殲擊機、轟炸機、客機、運輸機、直升機等20余個機型數千架飛機結構的定壽和延壽,經濟效益已達數百億元……更為重要的是將我國數千架軍機的單機使用壽命從1000多小時延長至3000小時,為保障部隊的戰斗能力和飛行安全作出了歷史性重大貢獻,軍事和社會效益巨大。”

2018年,90歲的高鎮同退休。永不停歇的他,被人們譽為“永遠不知疲勞的結構疲勞專家”。

“實踐表明,定壽定得准、維修到位、管理得當,飛機才飛得安全。”談起這些成績,高鎮同很欣慰,“我這輩子沒有白干。”

“高先生在疲勞試驗方面是國內‘第一把手’。他搞什麼都很嚴謹,80多歲了還和學生一起搞科研。”82歲的南京航空航天大學教授、中國超聲電機奠基人趙淳生院士說,“他的研究不僅局限於飛機,還帶動了橋梁、汽車等方面的疲勞研究。”

高鎮同的原創性成果也收獲了國際結構疲勞領域專家的贊譽。他80歲大壽之際,美國密歇根大學教授Jwo Pan特意寫信表達敬意:“以您所取得的研究成就,當屬21世紀結構可靠性研究領域最有影響力和世界領先的科學家之一。”

校苑耕耘六十春

“努力使學生超越自己”

一個人遇到好老師是人生的幸運,一個學校擁有好老師是學校的光榮,一個民族源源不斷涌現出一批又一批好老師則是民族的希望。

北航有2200多位專任教師、20多位院士。2017年10月28日,北航首屆“立德樹人成就獎”頒給89歲的高鎮同。

“40位評委一致推薦高先生。”北航人事處處長譚華霖說,“高先生數十年如一日傳道授業、辛勤耕耘,是名副其實的塑造學生品格、品行、品位的‘大先生’。”

“我作為學生代表,在頒獎典禮大會上手捧鮮花向高先生三鞠躬,感謝他年近九十高齡還為國家教書育人,一生為祖國的航空事業兢兢業業,任勞任怨。”閆楚良說。

20世紀80年代初,出國之風盛行。很多在法、日、英等國發展的研究人員在高鎮同勸說下回到北航,高鎮同說要始終牢記“寧戀家鄉一捻土,勿惜他國萬兩金”,今年69歲的北航固體力學所教授吳大方就是其中之一。

從教60多年,高鎮同培養出一批航空、教育領域的學者專家,其中包括5位院士,一些學生的創新成果多次獲得國家自然科學、技術發明和科技進步三大獎項。1989年,高鎮同榮獲“國家優秀教學成果獎”和“全國教育系統勞動模范”稱號。

“老師帶學生,如果一代不如一代,國家就興旺不起來。”談起學生,高鎮同一臉自豪,“我的目標就是努力使學生超過自己。”愛生如子的他說道:“年輕學生來到北京讀書,父母不在身邊,教師自然就是他們的家長,應該像愛護自己的子女一樣,關心他們的成長。”

20世紀80年代末,一名叫王洋的學生引起了高鎮同的注意,覺得他總是面色蒼白,似乎是營養不良,高鎮同趕緊買了兩袋奶粉拿給他,要知道在當時奶粉是一般人吃不起的營養品。

從那時起,高鎮同開始大量地資助學生。他有本厚厚的名冊,上面有209人次的資助記錄。高鎮同說這只是一個備忘錄:這次給了這個學生,下一次給別的學生,均勻分配。

教學上,高鎮同一絲不苟。改革開放后,作為第一批博士生導師,高鎮同的“材料力學”採用雙語教學,“高鎮同樣板課”在全校推廣。他還常帶領學生上現場課,面對飛機實物授課,並且帶著學生去全國各地廠所實習,跟學生同吃同住,手把手教他們做試驗,一站就是五六個小時。

“高先生的一堂課,讓我追求了40多年,奮斗了40多年,探索了40多年。”72歲的閆楚良說。已獲多項國家獎項的閆楚良45歲時開始攻讀博士,在高鎮同指導下攻克了飛機疲勞載荷譜的難題,並獲國家科技進步二等獎,2015年躋身中科院院士行列。

為了讓學生能超過自己,高鎮同帶學生做的研究總是把學生列為第一作者:“我沒有必要放在第一位,把學生的名字放在前面,對他們有利,也是對他們精神上最大的鼓舞。當然我肯定會先讓他干大量工作。”

貴航飛機設計研究所原副總設計師王敏芹,曾是一名普通設計員,30多歲才成為高鎮同的研究生。高鎮同知道她來自一線,還帶著孩子讀研究生,每個月發給她的補助比其他人多,還特意抽時間為她補習英語,幫助其考博。王敏芹畢業后積極投入工作,憑借出色業績榮獲全國“五一勞動獎章”。

“我非常幸福和幸運能有這麼一位好老師。”王敏芹說,“老師都那麼大年紀了,對學生和工作沒有任何抱怨和脾氣,就是不知疲勞地做,這是很多人做不到的。”

作為北航固體力學所老所長,高鎮同努力為老師們創造寬鬆、和諧的氛圍。“大家在高先生帶領下互相支持、互相促進,研究沒有約束,工作非常愉快,所以才能產出比較好的成果。”吳大方說。

潤澤四方育良田

“做善事是一種享受”

“人民教師”“中華慈善事業突出貢獻獎”……高鎮同狹窄書房的書櫃上,兩條紅色條幅格外醒目。70平方米的屋子內陳設簡單、家具陳舊,狹窄的書房裡,書桌與書櫃間隻能容下一把椅子。

2001年,北航建了院士樓,要分給高鎮同一套150多平方米的大房子,但他多次婉拒:“我居住條件可以了,兩個人夠住,大房子應該留給更需要的同志。”

在20世紀八九十年代,高鎮同在學校的住房僅8平方米左右,但這間“老師的小屋”卻成為學生們最難忘懷的地方——傅惠民做研究生時就經常和高先生圍坐在小屋內一張四方書桌旁討論問題,“我晚上找高先生,常常看到書桌上和床邊堆滿了書和資料,桌上的材料過幾天就換一堆。每次離開小屋大多已是深夜,但小屋的燈仍然亮著。”

一件毛衣穿了十幾年,吃飯有時就是青菜豆腐……高鎮同生活簡朴,對需要幫助的人卻毫不吝惜:學校科研經費少,他就拿自己的課題經費貼補所裡,給年輕老師發獎金,鼓勵他們鑽研業務﹔企業的飛機定壽經費有限,他作為定壽顧問,總是象征性地收點費用甚至是無償為企業提供技術咨詢﹔從20世紀80年代就開始扶貧助學,持續資助貧困生。

北航檔案文博館內,保存著高鎮同從20世紀80年代至今各種捐贈的收據和感謝信,其中幾本收據上印有800多人收到善款時摁下的手印﹔另一疊厚厚的收據記錄了1987年至1995年他209人次資助學生的情況,一次少則三五十元,多則幾百元。

“那個年代,三五十元就不少了,對高先生自己來說也不少。”在北航讀書、工作已有20年的檔案文博館副館長張露說,“我和高先生打交道時間比較長了,他絕對是楷模和榜樣。”

“父親生活上有點過於節儉了,太‘苦行僧’了,衣服后背都有洞了,覺得還能穿。”高鎮同58歲的長女高艾達說,“20世紀80年代,周圍大多數人家都有電視機了,我們家就不買。”

向中華慈善總會捐36萬元、向北京市慈善協會捐23萬元、給《希望書庫》捐3.5萬元、為印度洋海嘯難民捐3萬元、為江西瑞昌地震災民捐款6萬元、汶川大地震交納特殊黨費2萬元……2000年后,高鎮同的資助對象又擴大到社會群體,他不斷從工資和獎金中拿出錢,捐給孤寡老人、殘疾人、孤兒等困難群體。

“我是從貧困中過來的,再看到貧困過意不去。”高鎮同曾作詩表明心跡,“攀越青山戲海河,世間樂趣何其多。琴棋書畫皆稱道,為善最樂且自得。”

因為多次捐款,中華慈善總會工作人員認為高鎮同家應該很富有,直到有一次上門幫助辦理捐款才發現高鎮同住在狹小的居所裡,除了書和一堆飛機模型,沒有任何值錢的家具。

“捐給別人,怎麼不借給我們點兒?”高鎮同不斷的捐贈引來有些親友質疑,有人跟他借錢創業,要錢修祠堂,他擺手拒絕:“我是救急,要是你吃不飽飯,穿不上衣,肯定優先”。拒絕很難,容易得罪人,但他堅持,“我的宗旨是扶貧助學”。

讓高鎮同頗感欣慰的是,在他的感召下,一些師生也加入慈善的隊伍中:學生王貴寶畢業后在北航設立獎學金,資助數名貧困生﹔成為湖南一家企業董事長的學生陳耀明在江西宜春辦了一所學校,拿出10萬元設立“高鎮同獎學金”,專門資助品學兼優的困難學生。

因在慈善事業中持續付出愛心,2007年,高鎮同獲“中華慈善事業突出貢獻獎”,被評為“中華慈善人物”。2011年,他又榮獲“第三屆首都道德模范”稱號。

2018年11月,高鎮同90歲生日之際,他捐出北航授予他“立德樹人成就獎”的100萬獎金中的90萬設立“高鎮同基金”,今年又將剩余10萬獎金和另外20萬收入放到一起納入基金,用於扶貧助學。據不完全統計,30多年來,他累計捐款已超過200萬元。

“高先生常說,人生的價值在於奉獻而非索取。他一直都是這麼做的。”北航航空學院常務副院長鮑蕊教授說,“先生總是用真情和言行,教我們怎樣做人處世,怎樣為師,怎樣做學問。”

鬆柏老而健,芝蘭清且香。70歲后,高鎮同開始寫詩,直言“前半生用左腦過度,頭發暈,寫詩可以鍛煉右腦,人腦應平衡發展。”現在,他已出了一本詩集《詩話人生》,不少詩歌寄托了老人的愛國情懷,如2002年赴旅順口觀光,看到碑文上記載的日俄戰爭歷史,他以詩《勿忘國恥》銘記:“俄日相爭殊死殺,硝煙彌漫我中華。直逢解放復興日,奇恥大辱方洗刷。”為了鍛煉記憶力,高鎮同經常背詩。面對記者,91歲的他將《長恨歌》從頭背到尾,3分多鐘一氣呵成。

去年,心系學生的他,用鉛筆在稿紙上工整寫了10多頁的發言內容,拄著拐杖來到學院跟年輕學子交流,“對年輕一代最大的希望,就是要勇於創新。這樣國家科技才能進步,國際地位才能跟著提高!”

從24歲到91歲,高鎮同參與、推動了北航67年的發展:師資隊伍迅速發展,從建校之初的27位教授、19位副教授,到如今已有近700位教授、980多位副教授﹔近14年,北航獲14項國家級科技獎勵一等獎,其中8項國家技術發明一等獎……

新中國成立70周年到來之際,歷經多輪評選,高鎮同院士從上百位候選人中脫穎而出,成為北京市報送中央有關部門的20位“最美奮斗者”之一。

“國家要想強盛,沒有航空不行,今年是新中國成立70周年,我當年的願望實現了!”高鎮同說,“我深深體會到,隻有在中國共產黨領導下,才能有獨立的航空工業,才能使國家富強起來,不受外國人的欺辱。”

“從高鎮同先生身上,我們看到了他身居斗室、心系家國的大愛情懷,求真務實、敢為人先的科學精神,傳道授業、甘為人梯的道德風范,胸懷天下、無私奉獻的高尚品格。”北航黨委書記曹淑敏的話,說出了全體北航人的心聲。（記者 李斌、魏夢佳、劉婧宇）