作者:张行勇 来源:中国科学报 发布时间:2013-8-2 8:39:22
选择字号:
段宝岩院士:小学科里做大学问

▲中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩与FAST5m 实验模型
 
从下乡知青、乡村民办教师到院士、大学校长,其间路有多长?“只要你付出汗水和智慧,成功就离你不远。”段宝岩如此答道。
 
■本报记者 张行勇
 
2013年5月23日,为纪念世界最大单口径射电天文望远镜(FAST)落户贵州省平塘县,永久编号为第92209号的小行星正式拥有了自己的名字——“平塘星”。
 
“平塘星”命名仪式邀请了来自世界各地近40位国内外天文和天线设计领域的专家学者,其中之一便是中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩。
 
段宝岩提出的由大跨度柔索实现馈源高精度(毫米级)动态跟踪定位的创新方案,不仅可使FAST这类超大型天线的馈源扫描支撑机构的自重由千吨级降至十吨级,且扫描精度可同时得到提高。特别是他带领团队建造的50米口径工程实验模型,对FAST这项国家重大科技基础设施工程的立项与实施起到了重要支撑作用。
 
从知青到院士
 
“1974年,19岁的我高中毕业赶上知青潮,在轰轰烈烈的‘上山下乡’运动中回到农村,到海河治理的工地上从事测量土方、开挖土方工程的工作,日复一日工作在修水利的建筑工地上。”段宝岩回忆说。
 
但是,段宝岩也有与众人不同的地方。那就是他每天晚上都借着微弱的灯光温习高中课本,常伴着白天的疲劳抱着书本沉沉睡去。
 
1977年12月11日,河北冀县下着大雪,段宝岩骑自行车赶了20多公里路程,终于抵达期待已久的高考考场。翌年3月,他顺利被西北电讯工程学院(现西安电子科技大学)录取。
 
跨入大学校门,在大学课堂里,段宝岩十分珍惜这来之不易的机会。每天,天不亮他就起床,借着路灯的光亮晨读。在西安电子科技大学,段宝岩读完了本科、硕士,毕业后留校任教,后来又师从我国著名天线结构专家叶尚辉教授攻读博士学位。
 
1991年10月,段宝岩被原国家教委公派赴英国利物浦大学做博士后研究,师从国际著名结构优化专家汤普曼教授。他挑选了将极大熵原理应用于天线结构拓扑优化设计这一颇具挑战,也最有意义的课题作为主攻方向,历经艰难学习和研究,提出了“应变能密度分布函数”这一新概念,巧妙地将极大熵理论与结构拓扑优化联系在一起。这一研究成果在国内外同行中产生了积极影响。
 
1994年11月,段宝岩刚回国不久,他就接触到我国建造新一代大射电望远镜的重大国际合作项目。为此,他提出了一种全新的设计方案,即用6根大跨度柔索,牵引馈源舱做高精度三维扫描运动,与美国305米口径的天线相比,重量将由1000吨降至20吨。这个设计新方案被国际同行称为“变革式的创新设计”。
 
如今,FAST得到了国家大科学装置项目的支持,已在贵州省平塘县启动。在馈源支撑方面,段宝岩及其团队的前期研究工作,为这一工程的实施起到了重要支持作用,重点解决了舱索柔性结构的精确力学建模和仿真、舱索柔性结构的控制,以及粗精两级调整系统的动力学耦合与复合运动控制等问题,实现了毫米级的动态定位精度。
 
FAST预计将在2016年9月竣工,建成后,它和目前世界上最大的单口径射电望远镜——美国阿雷西博射电望远镜相比,将为人类带来更大的宇宙观测空间。
 
可以说,电子机械学科是学科交叉形成的一门小学科。在电子机械领域,低频段装备的机电耦合问题并不严重,机械与电子的矛盾并不突出;但随着电子装备向高频段、高增益、高密度、小型化、快响应、高指向精度的方向发展,机电耦合问题逐步凸显出来。正如中国工程院院士郭桂蓉曾经对电子机械学科的评价:“学科小,意义大。”
 
段宝岩介绍说:“在某种程度上,机械结构对电子装备电性能的实现往往起着关键作用,已成为制约电子装备性能提高并影响下一代装备研制的一个长期悬而未决的瓶颈,我们的研究就是在破解这一难题。”
 
为解决这一矛盾,段宝岩及其团队把传统设计中分别单独进行的两个研究领域结合在一起,在电磁场和位移场的结合部,研究微波反射面天线的机电耦合问题,建立了电磁场与结构位移场的场耦合理论模型。随后,他们又进行雷达天线伺服系统结构与控制集成设计的研究,提出了结构与控制集成设计的理论与方法,由此解决了同时实现结构高刚度与轻量化,以及控制稳准快的难题。
 
正是段宝岩和他的团队在这个“小学科”所取得的两项国家科技进步奖二等奖成果,被应用到了国家的探月、神舟系列飞船、国产主力战舰以及脱离地球引力场、进入宇宙空间的深空探测等国家重大工程中,正在为实现中国的科技强国梦发挥着作用。
 
2011年,段宝岩当选为中国工程院院士,成为我国电子机械学科的第一位院士。
 
从管理者到啃“硬骨头”的科技工作者
 
1975年,段宝岩进入河北省冀县北漳淮中学当了一名民办教师,主讲物理,兼带体育。他虚心求教,认真钻研业务,仅仅过了一年时间,就出任该中学副校长,成为衡水地区教育界的先进工作者。
 
“那时候一心就想去上大学,因为高中所学的知识远远不够。”段宝岩说,当时由于姥姥家地主成分的原因,失去了被保送上大学的机会。
 
作为1977年的高考生,成为知识改变命运的见证者,段宝岩对大学教育怀有深厚情结。从英国留学回到国内的段宝岩,一心扑到学术研究上,开辟了机电耦合的新领域,逐渐奠定了自己在电子机械领域的学术地位。他的工作职务,也先后从电子机械学院院长,一步步走到西安电子科技大学副校长、校长等岗位上。
 
2002年至2012年这10年间,段宝岩任西安电子科技大学校长。他根据青年教师的个人研究方向,提倡他们进入相关学科的科研团队,并且把人才队伍建设和科研项目结合在一起,为青年教师培养良好的学术土壤,真正做到了既引来了人才又留住人才,学校教学、科研与园区建设得到了跨越发展。
 
如今,从校长岗位退下来的段宝岩,有了更多的精力去研究解决电子装备机电耦合技术这一新领域中更高、更难的问题,即在极高频段、极端环境下变得更加突出的机电耦合问题。因它严重影响并制约着电子装备性能的提高,因此这些问题的解决对下一代高性能电子装备的研制意义重大。
 
近期,在国家自然科学基金委员会主办的第94期“双清论坛”暨“高精度电子装备机电耦合前沿研究”论坛上,2012年度国家最高科技奖获得者、中国工程院院士王小谟,以及钟掘、段宝岩、谢友柏、张光义、杨士中、马远良、毛二可、卢秉恒、谭建荣、郭东明等40余位院士、专家,也就电子装备机电耦合领域的研究现状和发展趋势等主题作了报告,分析出我国在该领域的优势与不足,提出亟须加强研究解决的前瞻性建议。
 
“从跟着我的导师叶尚辉教授走上科研道路开始,他就教会了我不畏惧任何艰难险阻,再困难再复杂也要顶着压力上,要敢啃别人不敢碰的硬骨头精神。”段宝岩说,“回想从事科研工作30多年走过的路,我的导师这一代知识分子敢啃硬骨头的精神,一直激励着我,指引着我朝着科研这座山峰的最高点前进。”
 
“‘中国梦’的物质基础是国富民强,国家富强需要每个人努力。作为科技工作者,尤其应该在科技强国上作出贡献,特别是在自己从事的专业领域。”段宝岩说。
 
从下乡知青、乡村民办教师到院士、大学校长,其间路有多长?“只要你付出汗水和智慧,成功就离你不远。”段宝岩如此答道。
 
段宝岩 1955年3月出生,河北省冀州市人,电子机械工程专家。1977年考入西北电讯工程学院(西安电子科技大学前身),先后获工学学士、硕士及博士学位。1991~1994年在英国利物浦大学做博士后,2000年在美国康奈尔大学做访问学者。现为西安电子科技大学电子机械学科教授。长期从事电子机械工程的教学与科研工作,致力于交叉学科—电子装备机电耦合技术研究,开辟了我国电子装备机电耦合技术研究的新领域。2011年当选为中国工程院院士。
 
《中国科学报》 (2013-08-02 第6版 印刻)
 
更多阅读
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 
SSI ļʱ
相关新闻 相关论文

图片新闻
自家阳台能种“黄玫瑰”白菜了 捷龙一号火箭首飞送最大民营卫星入轨
SKA望远镜区域数据中心建设 中科院昆明植物所培育3个报春花新品种
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐