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液压飞机!王占林:自强敬业成就人生

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瞄准前沿搭平台

1970年,王占林发现我国由于没有航空液压与操纵领域的专业学科,制约了航空机载设备的自行研制和发展.为此,王占林萌发了创建国内第一个具有航空航天特色的“流体传动与操纵”专业的志向.目标已定,王占林便开始了行动.在短短一年内,王占林跑遍了所有航空有关厂所,白天调研,晚上构思学科方向和教学体系框架,我国第一个飞行器流体控制与操纵系统专业在他的执著努力下创建起来.此后,王占林白手起家,亲力亲为地建起了学科的液压油源、液压部件静动态实验室和液压系统实验室.他梦想已久的航空操纵与液压控制系统科学研究平台终于建成,人才培养、科研及型号产品的研制等工作也终于得以被提上日程.

平台已经搭好,王占林开始全身心投入到研究中.未来飞机对液压系统的要求是提高功率、减少体积重量,使飞机操纵做到“眼镜蛇式”的机动,要求的体积重量是现役飞机液压系统的40%60%,唯一的办法是提高压力,压力高作动筒活塞面积即可小些,压力高流速大保证同样的流量管径可做小些,因此高压大功率是飞机液压系统的发展方向.然而与发展趋势相对的是,我国飞机的最高压力仅为21Mpa,国外多种飞机已采用28Mpa或35Mpa,美国军机已做过56Mpa的飞行试验.我国也正待引进与发展28Mpa液压系统的飞机,因此,提高我国飞机的压力体制、发展高压大功率液压系统是急待解决的关键技术.但提高压力和功率会带来一系列诸如管路振动、高温高速等难题,一位俄罗斯专家曾经说过:提高当前飞机的压力体制有如通过音障一样难.

智者无惧,勇者无畏.为攻克这一难题,王占林牵头组织五个航空附件厂研制了高于28MPa油泵及多种附件与系统,解决了高压带来的一系列关键技术,为后来引进28MPa机液压系统生产线提供了技术基础,现在这些厂已能生产出我国飞机所需的28MPa主要附件.高压易引起管路流固耦合振荡,油管一旦振裂将机毁人亡.为此,王占林与空军某所协作,成功地仿真分析了某型飞机泵源管路振裂故障,在飞机上多次进行了现场试验,指出了减缓措施.他们研制的28MPa高压系统样机,调节时间为0.04秒、压力脉动为1.13MPa,而引进的样机相应值为0.05秒、2.8MPa.这一项目对提高我国飞机的压力体制起了重要的推动作用,促进了主要相关航空液压附件厂设计与生产水平的提高.1999年,“飞机高压液压能源系统”项目获得国家科技进步奖二等奖.

自从搭建起学科平台后,王占林便立志攻关学术前沿,解决国家所需.上世纪70年代末,王占林开始挑战冗余技术这一国际性学术高峰.这一技术在80年代末被美国国家科学基金会和IEEE控制系统学会认定为七个未来高峰与挑战的前沿技术之一,是国际学术热点.现代载体的操纵系统已大量采用电气电子技术,但电气电子设备的可靠性与机械系统的可靠性相差万倍,只依靠电气系统元部件本身的可靠性是无法达到可靠性要求的,须采用冗余技术.冗余技术可以将可靠性不太高的组件或子系统组成多个通道实现同一功能的冗余系统,并具有高可靠性甚至超高的可靠性.

王占林堪称国内率先开展冗余技术研究的人.经过反复交谈,他率先取得俄罗斯大力支持,首次将俄罗斯的余度相关技术和作动器引入国内.16年春华秋实,王占林历经科研艰辛,完成各类基金及国防重点预研项目7项,研究各种原理的液压余度作动器、各种信号选择器,解决了系统冗余配置、冗余管理、余度作动器的力纷争与电流纷争、余度计算机控制器的通讯、协调及同步等多项关键技术.他与航空有关厂所签订协议,及时地将技术成果应用于相关型号部件与系统的研制中,与航天一院签订协议,共同培养博士生,为“神舟”载人航天飞船运载火箭的冗余推力矢量控制系统大幅度提高可靠性提供了技术支持,将飞船一次次准确无误地送上宇宙.王占林完成的虽然不是一个型号产品,但他解决的是一个高技术领域,凡是高可靠与超高可靠的控管工程将必然采用的技术领域,这项成果重大的技术推动作用与广泛潜在的应用前景不言而喻.荣誉见证着成果的价值,该项目曾获部级二等奖3项,2001年度更被评为国家科技进步奖二等奖.

上世纪90年代,王占林以花甲之年再次挑战新的学术领域.传统飞机系统机载各机电子系统由于单独管理,普遍存在散、乱、杂的问题,对此,王占林率先在我国提出了多机电系统综合控管策略.这一策略涉及到的总线网络是一项前沿技术,是一项崭新的课题,涉及到许多传统机电设备领域中未遇到的问题和概念.由于子系统差别大,因而综合管理难度大,近年来通过一系列研究,王占林提出了分布式处理机实时任务新的调度策略、多处理机的余度结构和故障注入系统的新方案,实现了对诸多机电系统的综合控制与管理.这是目前世界上四代战机机电系统的前沿技术,对车辆和船舶机载设备的综合管理也具有普遍推广意义.2002年,项目分别获国防科学技术奖二等奖和北京市基础类科技进步奖二等奖.

从液压控制到冗余技术,再到机电控制,瞄准前沿,时时创新是王占林多年科研生涯的真实写照.近年来又完成了多项先进的科研设备与国际科研课题,还与地方进行了产学研合作,尽管如今他已年逾古稀,但却褒有着和年轻人一样的创新 ,在科学的高峰上,只有从不止步的人才能看到顶峰的曙光.

汗水浇灌幸福花

作为一名驰骋航空科研领域的老将,王占林自言大部分的重要成果都产出于60岁以后.能够做到创新思维与时俱进得益于王占林半生的勤恳钻研,也因此他才有了今日的厚积薄发.

为了解决多机电系统综合控管策略的关键技术问题,王占林呕心沥血地工作,几乎达到了废寝忘食的地步.一次,刚从国外考察回来的他,面色黑瘦,大家都劝他尽快到医院去检查.他却执意不肯,说道:“我的身体我自己最清楚,我在国外又有了很多新想法.”接着,他便投入到紧张的工作中.这样的例子不止一个,白天四处奔忙,夜里挑灯夜战对于王占林来说已经成为他工作与生活的常态.科研的热情皆源自于热爱和执著.在北京航空航天大学“十五”预研项目中,有一个操纵系统的项目属于世界前沿领域.尽管该领域国家没有投入,但王占林多年如一日自筹经费开展研究,终于争取到了空装预研项目的支持.

奋斗的脚印铺满了王占林科研的征途,同时留下的还有一路鲜花.“七五”他在国内率先开展了冗余技术的研究,历经20余年,2001年获国家科技进步奖二等奖.“八五”他提出了高压大功率飞机液压系统的研究,28Mpa飞机液压源系统于1998年获航空部级一等奖,1999年,历经15年,项目获国家科技进步奖二等奖.“九五”“十五”王占林在国内率先开展了机载多机电系统计算机网络总线管理的研究,时隔7年,于2002年分别获国防科技进步奖二等奖和北京市基础类科技进步奖二等奖.“十一五”他又马不停蹄地提出《多电飞机》研究课题,将对飞机整个机载设备有重大改变.王占林始终用国际的视野、系统的思维、不断创新的科学精神指导科研,每五年就有一项重大课题提出,“八五”至“十五”期间获部委以上的科技进步奖有20项,在“技术领域”上做出了很多原创性的工作.

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多年来,王占林发表有影响论文200余篇,“九五”以来,EI及ISTP收录90篇,据不完全统计,这些论文被引用100余次;在课程建设方面,开出了主要专业新课“液压伺服控制”、“气动自动装置”、“伺服机构论”、“机械系统控制”、“机器人控制”等;在教改方面,提出加强综合型、设计型、研究型的实践环节,获北京市高教优秀教学成果奖,在课堂教学方面提出专题研究型讲授的教改方案,历经20年的实践,深受学生欢迎,收到一百余封表扬信;在教材建设方面,出版编、著及内部教材600余万字.其中《飞机液压传动与伺服控制》(国防工业出版社),在国内最早建立了液压技术的经典理论体系,总结了他本人多年的教学与科研经验;《液压伺服控制》被收入“中国学术著作总目纲要”,并被同行广泛引用百次以上,获部级优秀教材奖二等奖;《近代液压控制》(机械工业出版社,1997)经审议被列为全国高技术重点图书专著.近年,他又获国防出版基金资助,出版了两部专著:《飞机高压液压能源系统》(2004.11)、《近代电气液压伺服控制》(2005.2),2010年国防工业出版社又出版了专著:《机电系统的总线综合管理》.这些著述从液压传动到液压控制到总线网络控制形成了基本理论体系,受到了同行专家的高度评价.

王占林常说:“人一出生就开始了倒计时,不抓紧时间怎么能与时间赛跑,怎么能做完我想要做的事呢?”一项项成果背后是常人难以想象的付出.对于王占林而言,在生活道路上也有挫折甚至遇过世俗丑陋及权谋的侵袭,但他始终保持着个人的尊严,奋斗不息,洁身自爱,正直做人,工作几乎占去了他生命的全部,不言苦,不怕累,兢兢业业,无私奉献是他的行事作风,自强敬业,成就自己的真实人生.

遍树桃李满天下

师者,所以传道授业解惑也.王占林的另一个身份便是教师.不光要自己出成果,还要带出一批祖国的栋梁之材,这是王占林肩负的使命.在教学中,他坚持以身训教,教育学生先做人后做事.王占林最常说的话是:品行高尚的人才能承载宽广的知识.一次国庆节假期,一个博士后半夜11点多到办公室取资料时发现了已经连续工作两天的王占林,当时,王占林认真工作的背影给他留下了终身不忘的印象.这位学生说:“这印象将终身激励着我.”

虽然王占林年岁已高,但他从不轻视每一节课,认真备课已经成为他科研工作之外的另一个重要工作.除此之外,王占林还一丝不苟,勤于改革,善于帮助学生树立辩证唯物主义思想,启发学生们的创造性.他所实行的研究式、创造式的教学方式,受到学生们的一致好评,学生们纷纷写信盛赞“王老师的课让学生收益最大”.学生常说:“听王老师讲课是一种享受,不仅可以学到广阔的知识,也可以学到好思想、好品行.”

从教多年,王占林可谓桃李芬芳,遍布四海.他提出了“综合型、研究型的实践环节”及“研究式专题课堂教学的实现”,获北京市教学成果二等奖;培养博士生、硕士生共100多人,多人当上了博士生导师及型号的主任设计师,他也被评为优秀研究生导师.

值得一提的是,王占林特别重视年轻教师的培养,认真切实地进行“传、帮、带”,不遗余力,“为年青人创造条件让他们超过自己”.一次,一名青年教师因为科研任务繁忙忽略了教学工作,王占林非常着急.他亲自找青年教师谈心,语重心长地阐述了教学对于学校和学生的重要性.正如科研是他生命中重要的组成部分一样,教学也是他用尽智慧与心血去呵护的一方园地.由王占林培养的博士后都安心地留在他身边工作,并都成为了学校的骨干教师.为此,系总支专门向全校介绍他培养青年人的经验.他不遗余力,为青年教师的成长提供各种条件与机会.他经常说:“作为老教师必须有先天下之忧而忧的思想”,“为年青人创造条件让他们超过自己”.他不仅这样说,而且一直这样做.

王占林为每一个年轻人提供了良好的教学和科研环境,并注意在不同的学科方向培养不同特点的学术带头人.目前,他的博士点具有博士学位的青年教师16人,占教师总数的70%以上.在他的组织领导下,博士点工作活跃,学术气氛浓厚.“九五”以来,完成自然科学基金、航空基金、863高技术项目、国防重点预研、型号背景与工程项目50余项,高职年人均科研经费48万.获国家和部级科技进步奖21项,其中国家奖3项.整个博士点全体师生以精诚的团队精神、强烈的事业心和饱满的工作热情在王占林的带领下为实现科技强国而奋斗不息.

40年科研创新,40年树德育人.倾心科研,奉献教学,肩上的重担在王占林看来是使命,也是幸福.虽然年岁已高,但他依然执著地在科学的路上前行着.在他身上,人们再次感受到了科研人的力量.

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王占林,1958年毕业于北京航空航天大学,留校,1960年任讲师并担任教研室主任工作,1980—1982年在日本京都大学机械工学“自动化施设”从事机器人工程学与液压控制方面的研究工作,身份是招聘学者.1984-1994年任北京航空航天大学自动控制系主任,1986年任教授、博士生导师.长期从事机电控制与飞机液压与操纵系统的教学与科研工作.曾有主要兼职:国务院学位委员会机械工程学科评议组成员,航空科技委员会委员,国家自然科学基金机械学科评委,北京航空航天大学学术委员会副主任,国际自动化联盟(IFAC)空间控制专委,宇航学报常务编委等.

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