北京航空航天大學(xué)副校長房建成(前左)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展科研。資料圖片
■學(xué)習(xí)貫徹十九大精神 寫好教育奮進(jìn)之筆特別報(bào)道
1月8日，北京航空航天大學(xué)教授向錦武的團(tuán)隊(duì)?wèi){借“長鷹高原型遠(yuǎn)程無人偵察機(jī)系統(tǒng)”項(xiàng)目捧回2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。至此，北航近13年已獲得12項(xiàng)國家科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，創(chuàng)造并保持了一所大學(xué)連續(xù)獲得國家高等級科技獎(jiǎng)勵(lì)的紀(jì)錄。
面向國家重大戰(zhàn)略，聚焦“關(guān)鍵瓶頸”技術(shù)，敢為人先挺進(jìn)科學(xué)研究的“無人區(qū)”，以大團(tuán)隊(duì)、大平臺、大項(xiàng)目，推動(dòng)形成大成果，北航由此書寫了科學(xué)研究的傲人成績。
破解“關(guān)鍵瓶頸”技術(shù)
一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉盤，如果按傳統(tǒng)工藝制造，屬于“雕刻”，最后剩下來的只有7%。
打個(gè)比方，做一個(gè)5公斤的鈦合金異型件，需要100公斤材料，剩下的95公斤，都是切屑，只能浪費(fèi)。
制造型材需要設(shè)備。早期我國自主研制某型飛機(jī)，要做一種鈦合金的型材，全機(jī)加在一起只要20公斤，但是光拉伸機(jī)的投入要5億元，才能把這個(gè)型材拽出來。
相對于傳統(tǒng)的減材制造，3D金屬打印通過計(jì)算機(jī)控制，用激光將合金粉末熔化，一層層堆積起來，“生長”出一個(gè)合金部件，所以稱之為增材制造。3D打印一個(gè)5公斤的異型件，可能只要6公斤材料，材料利用率超過80%。
世界各國都在蓄力進(jìn)軍智能制造，增材制造研究成為必爭之地。美國是第一個(gè)掌握3D金屬打印的國家，2002年就已經(jīng)在飛機(jī)上使用該技術(shù)，但僅限于幾百毫米的小件，大件非常難。
難在哪里?中國工程院院士、北航教授王華明在一間簡樸的辦公室，給記者講解其技術(shù)瓶頸：3D金屬打印溫度劇烈變化，激光照到的地方高達(dá)3000℃，一掃過去，降為100℃，溫度劇烈變化導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力非常大，進(jìn)而變形、開裂，零件越大，越易開裂。另外，3D打印是一層層堆上去的，外觀是好的，但是里面有沒有裂縫、氣孔?其金屬晶粒是否可控，決定了內(nèi)部品質(zhì)、性能是否可控，特別是關(guān)鍵受力部件，比如，飛機(jī)的起落架、機(jī)翼。如果品質(zhì)不可控，根本不行。另外，3D打印需要有大的系統(tǒng)和部件裝備，新技術(shù)走向工程運(yùn)用得有系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，涉及裝備、軟件、過程控制、激光冶金、金屬材料熱處理等多個(gè)學(xué)科。
“我們在實(shí)驗(yàn)中積累經(jīng)驗(yàn)，試圖用最簡單、最可控的方法來解決復(fù)雜問題。”王華明舉例說，比如，大型構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力大的問題，在嘗試了力學(xué)的多種方法后，最終宣告失敗，最后用最簡單的物理學(xué)原理，先化整為零，再積零為整，實(shí)現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力離散。
自2005年以來，王華明的技術(shù)已經(jīng)在多型號飛機(jī)、衛(wèi)星、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等重點(diǎn)型號研制生產(chǎn)中應(yīng)用并發(fā)揮關(guān)鍵作用。他主持的“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”獲2012年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
“我們的技術(shù)主要用在關(guān)鍵受力大型部件。”王華明說，舉例來說，重達(dá)上百噸的飛機(jī)在著陸瞬間，起落架要承受的載荷之巨大可想而知。再比如，某型飛機(jī)的起落架支撐框，尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)方法難以整體成形制造，而利用激光增材制造的鈦合金構(gòu)件目前已經(jīng)累計(jì)飛行起降1萬余架次，工作正常。
一直以來，由于大型金屬結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)有壁壘，我國無法自主生產(chǎn)許多大型裝備的核心構(gòu)件。在中國沒有這項(xiàng)技術(shù)之前，中國在研的一款飛機(jī)所需的雙曲面窗框只有歐洲一家公司能做，周期兩年，得先付200萬美元模具費(fèi)。
這一歷史被終結(jié)。幾年前，王華明就說過：“我跟飛機(jī)總設(shè)計(jì)師聊天，我們快速設(shè)計(jì)飛機(jī)，都是整體的、大型的、超長的結(jié)構(gòu)，兩三個(gè)月就能把飛機(jī)造出來，不開一套模具，不打一個(gè)鍛件，不做一個(gè)焊縫。也許有人認(rèn)為這是個(gè)夢想，但實(shí)際上不是了。”
在很多軍事迷的眼里，王華明的技術(shù)能像“變形金剛”一樣，在激光的作用下，把金屬變成想要的形狀。
現(xiàn)在3D打印能打的最大構(gòu)件有多大?王華明透露，某新型飛機(jī)外廓尺寸十幾平方米，是世界上最大的鈦合金關(guān)鍵受力部件。而傳統(tǒng)的鍛造機(jī)，最大只能做到4.5平方米，耗材達(dá)8噸，耗時(shí)兩年。
在2005年時(shí)，我國還是繼美國第二個(gè)掌握3D打印增材技術(shù)的國家，如今，我國已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先，成為唯一掌握鈦合金大型整體主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)裝機(jī)工程應(yīng)用的國家。
這背后是王華明院士的團(tuán)隊(duì)科研攻關(guān)近20年的結(jié)果，是北航瞄準(zhǔn)科技前沿，服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求的一個(gè)突出代表。
服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，是很多高校的使命，并不鮮見，而北航把火力凝聚到一點(diǎn)上：著力突破關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，挺進(jìn)科研“無人區(qū)”，推動(dòng)引領(lǐng)性、顛覆性創(chuàng)新。
中國科學(xué)院院士、北航主管科研的副校長房建成把北航比喻成國家科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的“先鋒隊(duì)”。“我們敢于攻克引不進(jìn)、買不來的技術(shù)，‘卡脖子’的技術(shù)，敢為人先、敢于創(chuàng)新一直是北航的傳統(tǒng)，從‘北京1號’到‘北京10號’，都是本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在1958年，師生們大干三個(gè)月，造出新中國第一架輕型旅客機(jī)‘北京1號’，還真的從上海飛到北京，擱現(xiàn)在，不可想象。”
這樣的傳統(tǒng)，在北航延續(xù)至今，就拿近一兩年舉例：
2017年10月，在山東東營機(jī)場，我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次在中國完全自主設(shè)計(jì)并制造的支線客機(jī)——ARJ21-700飛機(jī)103架機(jī)上進(jìn)行了測試試飛，取得圓滿成功!北航張軍院士團(tuán)隊(duì)主持研制的北斗多模導(dǎo)航系統(tǒng)等，為試飛提供了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。
2017年5月，上海浦東機(jī)場，國產(chǎn)大型客機(jī)C919翱翔藍(lán)天，隨同C919一同飛上藍(lán)天的還有北航校旗。這份榮譽(yù)來之不易，從2003年開始，我國陸續(xù)成立國家重大專項(xiàng)論證組，“大飛機(jī)”專項(xiàng)是論證最為艱難的一個(gè)。“兩次論證都依托北航開展，這是我國高校第一次從立項(xiàng)論證開始深度融入國家重大科技專項(xiàng)。”時(shí)任北航校長、論證組組長李未回憶。
2017年4月，“天舟一號”貨運(yùn)飛船發(fā)射，不僅總設(shè)計(jì)師白明生是北航校友，而且飛船上的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，如羽流分析、智能壓緊釋放裝置、空間微量泵控制系統(tǒng)等，都來自北航多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)。
……
“空天報(bào)國、敢為人先”已內(nèi)化為北航人的血脈基因，成為最鮮明的精神坐標(biāo)。
“北航始終堅(jiān)持國家戰(zhàn)略立本、科技創(chuàng)新立功，強(qiáng)化基礎(chǔ)性、前瞻性和戰(zhàn)略高技術(shù)研究，引導(dǎo)創(chuàng)新要素向關(guān)鍵瓶頸技術(shù)匯聚，持續(xù)保持在尖端技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”據(jù)房建成介紹，學(xué)校2017年明確提出，實(shí)施科學(xué)研究“致真問天”計(jì)劃，進(jìn)一步改革體制機(jī)制，深化軍民融合、學(xué)科交叉，瞄準(zhǔn)制約國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的前瞻性問題與顛覆性技術(shù)，鑄就創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展“強(qiáng)引擎”。
新的征程已經(jīng)開始。
論文寫在產(chǎn)品上
徐向陽的科研項(xiàng)目啟動(dòng)后開的第一次大會是招商大會，主角不是教授們，而是幾十家國內(nèi)汽車零配件的供應(yīng)商。這在大學(xué)校園里很少見。
這位北航教授的項(xiàng)目是“前置前驅(qū)8擋自動(dòng)變速器(8AT)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”。自動(dòng)變速器是汽車的核心技術(shù)之一，如果說發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的“心臟”，那么變速器就是汽車的“大腦”，是汽車行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)含量最高、研發(fā)投入最大、產(chǎn)業(yè)化最難、單件利潤率最高的零部件之一。
2004年，徐向陽開始自動(dòng)變速器的研發(fā)時(shí)，面臨三大空白：國內(nèi)自主自動(dòng)變速器的市場、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)均處于空白。中國雖然是世界汽車第一產(chǎn)銷大國，但是自動(dòng)變速器全部依賴進(jìn)口。
“讓中國汽車核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)不再受制于人”，這是徐向陽最初的想法。
徐向陽可以走一條傳統(tǒng)的路：去買一些配件，做出一個(gè)變速器的樣機(jī)。但在他看來，“那是純科研思維，我要做的不是樣機(jī)，而是可以量產(chǎn)、可以賣的產(chǎn)品，科研成果的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，都需要企業(yè)的加盟，如果沒有配套的供應(yīng)商，一切無從談起”。
路并不好走。徐向陽跑遍了國內(nèi)大大小小的汽車企業(yè)，因?yàn)橥度刖薮螅L(fēng)險(xiǎn)高，加上“三個(gè)空白”，國外也才剛剛開始做6AT，整整半年都沒有企業(yè)敢跟徐向陽合作，“都覺得是好東西，但是中國人沒做過，不敢做”。
直到徐向陽碰見山東盛瑞傳動(dòng)股份有限公司董事長劉祥伍，事情才峰回路轉(zhuǎn)。劉祥伍曾經(jīng)是濰柴動(dòng)力主管內(nèi)貿(mào)的副總，素以果敢著稱，人稱“劉大膽”，他對中國汽車市場非常熟稔，知道國內(nèi)自動(dòng)變速器的市場空白存在巨大的機(jī)會。但投入變速器的研發(fā)，意味著企業(yè)要在10年里，每年投入幾千萬元全部利潤，股東不分紅。
兩人都是背水一戰(zhàn)。2007年5月，在研發(fā)項(xiàng)目簽約儀式上，劉祥伍舉著香檳說：“8AT只能成功不能失敗，我的辦公樓在17層，如果失敗了，我從上面跳下去。”徐向陽說：“如果真的失敗了，我就陪你一起跳下去。”
2007年9月，項(xiàng)目啟動(dòng)第一次大會，參會的20多家零部件供應(yīng)商態(tài)度不一，有的跟著項(xiàng)目走下來，有的半道撤了。這并不難理解——一條生產(chǎn)線要投入幾千萬元，如果失敗，白白浪費(fèi)。徐向陽堅(jiān)持每一個(gè)零部件都有國內(nèi)供應(yīng)商、外資供應(yīng)商，慢慢帶著國內(nèi)供應(yīng)商學(xué)會做原本不會做的“行星排”“閥板”“離合器轂”“油泵”等。“我們一開始就瞄準(zhǔn)了一件事：同時(shí)解決整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不完整的問題。”徐向陽說。
10年研發(fā)，挑戰(zhàn)巨大：眾多設(shè)計(jì)方案里，要找到最優(yōu);如何精準(zhǔn)控制機(jī)電液，實(shí)現(xiàn)換擋平順;變速器一年量產(chǎn)幾十萬臺、生命周期30萬公里，如何保證性能一致?
2012年，搭載8AT的陸風(fēng)X5汽車上市銷售;2016年，中國自主品牌前置前驅(qū)8擋自動(dòng)變速器第10萬臺下線!
中國自主品牌自動(dòng)變速器在2013年市場占有率為零，2015年為3%，2016年為6%，數(shù)字在高速增長，中國人可以做變速器了!
該產(chǎn)品打破美德日韓長期以來對我國的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，迫使國外自動(dòng)變速器單臺降價(jià)3000元以上，已為國內(nèi)整車生產(chǎn)降低成本至少300億元。該項(xiàng)目獲得2016年國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
科技部部長萬鋼在2016中國汽車創(chuàng)新論壇上，這樣評價(jià)徐向陽的項(xiàng)目：這是汽車工業(yè)近年來數(shù)一數(shù)二的大事，它產(chǎn)學(xué)研用深度融合的創(chuàng)新模式值得全行業(yè)總結(jié)和推廣。
在徐向陽自己看來，最大的貢獻(xiàn)是培育了自動(dòng)變速器的產(chǎn)業(yè)鏈，那些跟著走下來的企業(yè)不少已經(jīng)成為行業(yè)的“隱形小巨人”，比如天津天海同步科技集團(tuán)，“行星排”產(chǎn)值已經(jīng)占企業(yè)產(chǎn)值的一半;無錫金潤汽車傳動(dòng)公司，國內(nèi)大部分“閥板”都是他們生產(chǎn)的;而盛瑞傳動(dòng)，2016年的自動(dòng)變速器產(chǎn)值已經(jīng)超過老產(chǎn)品……
“一個(gè)重大的科技創(chuàng)新，尤其民口的，需要科學(xué)家的創(chuàng)新，也需要企業(yè)家的創(chuàng)新。”徐向陽深有體會，非常感謝那些有魄力跟著走下來的企業(yè)。
“有人說，論文寫在大地上，我們是把論文寫在產(chǎn)品上。”徐向陽認(rèn)為，自己走的這條路得益于在德國奔馳汽車公司做訪問學(xué)者時(shí)，學(xué)習(xí)到的如何組織實(shí)施大規(guī)模的、涉及幾百個(gè)零配件的復(fù)雜產(chǎn)品的正向開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，“從一開始，我有個(gè)明確目標(biāo)：不是把它作為一個(gè)科研項(xiàng)目去做，而是要產(chǎn)業(yè)化”。
總有人說打通科研成果轉(zhuǎn)化最后一公里，而像徐向陽這種產(chǎn)學(xué)研用深度融合模式讓最后一公里的問題直接不存在。這樣的案例并不是少數(shù)。據(jù)介紹，北航積極推動(dòng)國防領(lǐng)域高精尖技術(shù)向民口轉(zhuǎn)化，一方面改革科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，設(shè)立專職部門，與資產(chǎn)運(yùn)營管理部門、校地合作管理部門等協(xié)同推進(jìn)重大科研成果轉(zhuǎn)化落地，并不斷健全科技成果轉(zhuǎn)化制度，提高職務(wù)成果完成人收益比重;另一方面積極探索成果股權(quán)形式的科技成果孵化模式，聚焦航空航天、電子信息、新材料等重點(diǎn)領(lǐng)域設(shè)立學(xué)科性公司。
“近10年北航牽頭的國家級獎(jiǎng)項(xiàng)就有六七十項(xiàng)，之前之所以不為人知，跟國防保密的要求有關(guān)。北航由8所高校的航空系合并，成立之初就肩負(fù)著重大而光榮的使命：空天報(bào)國。隨著我國國防科技工業(yè)由弱變強(qiáng)和軍民融合上升為國家戰(zhàn)略，北航的發(fā)展也面臨轉(zhuǎn)型，僅僅航空航天是不夠的，而應(yīng)該有更高的使命：服務(wù)國家的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，更多國防成果應(yīng)該拿出來服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。”房建成認(rèn)為，北航要打開大門，走出學(xué)院路，走出北京城，把論文寫在祖國大地上——
這一步伐在加快：
2016年5月，北航與青島市達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，成立了北航青島研究院和北航虛擬現(xiàn)實(shí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青島分室，雙方將在信息技術(shù)、海洋環(huán)境、智能制造三大重點(diǎn)方向布局和發(fā)力。2017年9月，北航青島研究院開學(xué)招來首批125名研究生。
2016年7月，北航與合肥聯(lián)手打造的“北航合肥科學(xué)城”揭牌，北航的量子傳感、機(jī)器人、新材料、醫(yī)工交叉、通航技術(shù)等優(yōu)勢領(lǐng)域落地合肥，目前6個(gè)研究中心及通航產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的科研團(tuán)隊(duì)組建完畢并入駐。
2017年4月，北航與四川省人民政府“聯(lián)姻”，擬投資114億元的北航西部國際創(chuàng)新港開工，由6名院士帶頭的團(tuán)隊(duì)已落戶成都的北航創(chuàng)新研究院，雙方致力于軍民融合高端人才培養(yǎng)，培育軍民融合產(chǎn)業(yè)集群。
……
校地合作連番大動(dòng)作，北航各種重磅消息令人目不暇接。推開校門，建設(shè)異地研究院，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合。“北京的發(fā)展空間有限，我們很多學(xué)科新的增長點(diǎn)都布置在外地，借人之力解決空間不足的難題，也為教師真正服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、轉(zhuǎn)化科技成果提供更大的舞臺，相當(dāng)于把科研延伸，把學(xué)校的培養(yǎng)能力拓展，真正實(shí)現(xiàn)把論文寫在祖國大地上。”房建成說。
“三代人”文化
觀察北航這些年捧回的大獎(jiǎng)，有個(gè)共性：一個(gè)大獎(jiǎng)后面就是一個(gè)大團(tuán)隊(duì)，有的團(tuán)隊(duì)規(guī)模甚至在200人以上。除了帶頭人，其他人均默默無名。
這是一支支怎樣的團(tuán)隊(duì)在作戰(zhàn)?
據(jù)北航科研院院長王榮橋介紹，這樣的團(tuán)隊(duì)在北航至少有十幾個(gè)，一個(gè)團(tuán)隊(duì)里最少四五十名教師、上百名學(xué)生，張軍院士的“空中交通管理團(tuán)隊(duì)”，房建成院士的“慣性技術(shù)團(tuán)隊(duì)”，蘇東林老師的“電磁兼容團(tuán)隊(duì)”，而“無人機(jī)團(tuán)隊(duì)”已經(jīng)是成建制的單位……
“團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，技術(shù)不斷更新，這樣才能成就大項(xiàng)目、高顯示度項(xiàng)目。”王榮橋解釋說，從大平臺來說，學(xué)校有國家級平臺如國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等共計(jì)10個(gè)，“這些大平臺就是不動(dòng)的營盤，有著很強(qiáng)的原發(fā)動(dòng)力，三五年不產(chǎn)成果，每個(gè)人都會感覺后面有老虎跟著”。
數(shù)據(jù)顯示，北航2000多名教師，人均科研經(jīng)費(fèi)達(dá)到120萬元，在高校中幾乎是常年居于第一。
北航多年來形成的以“大團(tuán)隊(duì)、大平臺、大項(xiàng)目、大成果”為核心的“四大模式”，已經(jīng)被社會譽(yù)為科技創(chuàng)新的“北航模式”。
萬鋼曾經(jīng)評價(jià)過該校的科研：“拿得起、扛得住、信得過。”王榮橋認(rèn)為，這是北航“四大模式”的注腳。
學(xué)校從制度上也有力保障了“四大模式”的發(fā)展，以引導(dǎo)創(chuàng)新要素向瓶頸技術(shù)、大團(tuán)隊(duì)、大項(xiàng)目匯集。比如，在科研項(xiàng)目與資金管理方面，進(jìn)一步簡政放權(quán)，調(diào)動(dòng)科研人員的積極性和創(chuàng)造性，同時(shí)推動(dòng)科研設(shè)施與重大儀器設(shè)備開放共享。在未來實(shí)施的科技創(chuàng)新“致真問天”計(jì)劃中，瞄準(zhǔn)制約國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的前瞻性問題與顛覆性技術(shù)，持續(xù)打造“前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院”“國際交叉科學(xué)研究院”“醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院”等創(chuàng)新特區(qū)。
一個(gè)大獎(jiǎng)后面，基本上都是集體獲獎(jiǎng)，是一個(gè)團(tuán)隊(duì)在奮斗，除了帶頭人，其他人默默無名。“一個(gè)大團(tuán)隊(duì)里，有當(dāng)神槍手的，也有機(jī)槍排、小炮手，也有炊事員，少了誰都不行。”在房建成看來，學(xué)校的制度改革只是保障。
到底是什么使那么多人寧愿默默無聞地付出?
很多大學(xué)，都有其特有的科研文化，在北航，有個(gè)科研的“三代人”文化。
2017年1月9日，北航教授宮聲凱憑借研究項(xiàng)目“高溫/超高溫涂層材料技術(shù)與裝備”，以第一完成人的身份榮獲2016年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。他深耕20多年的研究成果，應(yīng)用于我國最新研制生產(chǎn)的多型號發(fā)動(dòng)機(jī)，為自主打造“中國心”作出了突出貢獻(xiàn)。
“我認(rèn)為團(tuán)隊(duì)中每一個(gè)人的工作都像一顆漂亮的珍珠，我只是把每一顆珍珠串在了一起，離開我的團(tuán)隊(duì)，我什么也做不成。”宮聲凱這樣說。
這樣的回答有謙遜，但也是實(shí)情。發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”，在打造“中國心”上，北航屢創(chuàng)新功：承擔(dān)4個(gè)國防“973”項(xiàng)目、10年三獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、一項(xiàng)國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。這背后，是以徐惠彬院士、陶智教授、宮聲凱教授等為代表的第三代北航人率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在作戰(zhàn)。
事實(shí)上，從上世紀(jì)50年代北航組建我國第一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)起，第一代北航人如王紹曾教授、寧榥教授等白手起家，在國內(nèi)率先啟動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制。
上世紀(jì)80年代起，以陳懋章院士、高歌教授等為代表的第二代北航人潛心鉆研，相關(guān)成果獲1984年國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)和1993年國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，錢學(xué)森先生評價(jià)“長中國人志氣”。
三代人不斷傳承，勠力打造“中國心”。這樣的故事在北航還有很多，如“三代人的陀螺夢”“三代人的長鷹魂”“三代人的凌云志”等，每一個(gè)故事都是北航人團(tuán)隊(duì)文化、創(chuàng)新品格、傳承精神的生動(dòng)寫照。
在房建成看來，之所以有這么多三代人的團(tuán)隊(duì)，根源在于北航的價(jià)值觀，是從建校之初培養(yǎng)“紅色工程師”傳統(tǒng)延續(xù)至今，以國家利益至上的一種精神和文化，“支撐一代代科學(xué)家瞄準(zhǔn)一個(gè)領(lǐng)域深耕，肯定不是靠短期利益能維系的，一定是一種強(qiáng)大的精神支撐著，為國防科技工業(yè)奉獻(xiàn)青春和才智，這種使命擔(dān)當(dāng)深深扎根在北航人的心中”。這種隱性的、一脈相傳的科研團(tuán)隊(duì)文化可能比單純的科研制度和體制的改革更有影響力。
走出“舒適區(qū)”
北航還有一張人才的成績單：2017年10月，當(dāng)年國家杰青、優(yōu)青出爐，北航獲評4位杰青、8位優(yōu)青，總數(shù)12位，位列全國高校第八;近8年自主產(chǎn)生了9位院士;近5年來，獲得國家科技三大獎(jiǎng)項(xiàng)的獲獎(jiǎng)人名單里，近50名學(xué)生名列其中。
這個(gè)成績單是怎么得來的呢?
陳華偉，42歲，2017年獲評杰青。他2007年回國，加入到北航，埋頭10年，聚焦于多學(xué)科交叉前沿研究領(lǐng)域。2016年，他在《自然》雜志發(fā)表了《豬籠草口緣區(qū)表面液膜連續(xù)定向搬運(yùn)機(jī)制》，這是我國高校機(jī)械工程領(lǐng)域在該雜志的首篇論文。
陳華偉的研究非常有趣。他所在的機(jī)械工程領(lǐng)域是非常傳統(tǒng)的老學(xué)科，如何尋找自己的研究方向?他把目光投向?qū)W科交叉，因?yàn)?ldquo;單一的學(xué)科研究很難出創(chuàng)新成果了”。他用納米、仿生等新技術(shù)找到突破口，用他的話來說，就是向大自然“偷師學(xué)藝”。
豬籠草是一種熱帶植物，有著濕潤的“嘴唇”，當(dāng)昆蟲在附近爬行時(shí)，常常會“失足”滑落進(jìn)捕蟲籠內(nèi)。“通過深入表征分析豬籠草口緣區(qū)微觀結(jié)構(gòu)特征，驚奇地發(fā)現(xiàn)，液體在豬籠草口緣能夠沿著單一方向快速搬運(yùn)，從而首次發(fā)現(xiàn)液膜單方向搬運(yùn)的神奇現(xiàn)象。也就是說，在豬籠草的口緣區(qū)，水可以從低處往高處流。”陳華偉說。
為什么水可以從低處往高處流?陳華偉和團(tuán)隊(duì)成員通過液體、氣體在界面上微觀流動(dòng)的動(dòng)態(tài)觀測，揭示了自然生物原型體表表面單方向液體搬運(yùn)新現(xiàn)象和基于此的仿生設(shè)計(jì)新方法，開創(chuàng)性地提出了“梯度泰勒毛細(xì)升”理論。
這一研究成果可直接用于很多領(lǐng)域，如醫(yī)工結(jié)合方面，解決微創(chuàng)手術(shù)在高溫環(huán)境下粘刀問題，進(jìn)行無耗能“水膜”補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)“一把手術(shù)刀可以做完整臺手術(shù)”，如今已經(jīng)在湘雅醫(yī)院微創(chuàng)手術(shù)中使用;工業(yè)方面，可以應(yīng)用到無人機(jī)表面防冰等;農(nóng)業(yè)方面，解決沙漠干旱植物滴灌供水，實(shí)現(xiàn)長距離搬運(yùn)。
“學(xué)校給予我很大的自由度，鼓勵(lì)年輕學(xué)者把目光瞄準(zhǔn)科學(xué)前沿。坦白地說，10年里，我就出了一篇高水平論文，學(xué)校沒有給我壓力，而是自己有壓力。在研究條件方面，學(xué)校鼎力支持，在寸土寸金的地方，學(xué)校北門那邊開辟了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。”陳華偉說。
陳華偉的成長并不是孤立的，離不開一個(gè)計(jì)劃——北航“青年拔尖創(chuàng)新人才支持計(jì)劃”，他是首批入選者。
“學(xué)科建設(shè)的經(jīng)費(fèi)是有限的，但要花在刀刃上。”據(jù)王榮橋介紹，從2016年開始，北航實(shí)施“青年拔尖創(chuàng)新人才支持計(jì)劃”，5年投入6億元經(jīng)費(fèi)，面向青年教師，重點(diǎn)培育優(yōu)青、杰青后備人才，鼓勵(lì)他們面向國際學(xué)術(shù)前沿開展原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究。一年兩批，一批選60人，給予人均合計(jì)100萬至200萬元經(jīng)費(fèi)支持，“5年內(nèi)基本能把青年教師覆蓋一個(gè)遍”。
“這是做一件為了北航10年、20年、30年后的事。”房建成說。該計(jì)劃實(shí)行導(dǎo)師制，導(dǎo)師由院士、長江學(xué)者、杰青、千人計(jì)劃專家等頂尖學(xué)者擔(dān)任，踐行“精育細(xì)導(dǎo)”的高端人才培育理念。
“有個(gè)數(shù)字的對比可以說明問題，2010年，學(xué)校當(dāng)年獲評的杰青數(shù)字是零。而2017年有12位杰青、優(yōu)青，其中4個(gè)杰青都是第一批計(jì)劃的入選者。2017年才是計(jì)劃實(shí)施的第二年，未來的收獲更可期待。”王榮橋說。
北航的青年科技人才計(jì)劃跟“爬梯子”一樣。拿到杰青、優(yōu)青的學(xué)者，還有一個(gè)“青年科學(xué)家團(tuán)隊(duì)培育計(jì)劃”，重點(diǎn)面向42歲以下優(yōu)青、青年長江、青年拔尖人才等，培育未來領(lǐng)軍人才，會聚3至5人中小規(guī)模研究團(tuán)隊(duì)，設(shè)立專項(xiàng)基金，每個(gè)團(tuán)隊(duì)每年大約50萬至100萬元不等。再往上，是“高端成果培育計(jì)劃”，對獲得國家獎(jiǎng)、省部級獎(jiǎng)等進(jìn)行高額激勵(lì)，目標(biāo)是培育院士候選人。
“有組織地精準(zhǔn)培養(yǎng)人才”，“有組織地科研”，關(guān)注青年教師就是關(guān)注學(xué)校未來，培育好“青椒”們，才能讓他們成為學(xué)校未來的中流砥柱，房建成對此有個(gè)精煉的總結(jié)。
在高校里，當(dāng)一代人脫穎而出，成為有學(xué)術(shù)影響力的“大樹”時(shí)，也容易出現(xiàn)“大樹底下不長草”的現(xiàn)象，如何克服人才隊(duì)伍建設(shè)的這個(gè)“阿喀琉斯之踵”?
“走出‘舒適區(qū)’，延緩‘滿足感’。”王榮橋用幾個(gè)字來概括，學(xué)校從機(jī)制上設(shè)立了“三足鼎立”的科研生態(tài)，力克“大樹底下不長草”。
何為“三足鼎立”?一足為國際交叉科學(xué)研究院。學(xué)校把青年千人計(jì)劃學(xué)者、卓越百人教授放到這個(gè)特區(qū)里，為這部分學(xué)者提供約50萬元年薪、300萬元實(shí)驗(yàn)設(shè)備啟動(dòng)費(fèi)，2012年成立，目前已會聚約200人，主要瞄準(zhǔn)若干學(xué)科交叉方向，推動(dòng)學(xué)校由技術(shù)創(chuàng)新為主向技術(shù)創(chuàng)新與原始創(chuàng)新并重轉(zhuǎn)變。
一足為前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院。主要依托北航的國家級科研基地，以體制機(jī)制改革為重點(diǎn)，以專職科研隊(duì)伍建設(shè)為抓手，打造創(chuàng)新要素匯聚、創(chuàng)新活力迸發(fā)的科研特區(qū)，承擔(dān)一批“科技創(chuàng)新—2030”等國家重大科技專項(xiàng)任務(wù)，產(chǎn)生一批國家科技一等獎(jiǎng)等標(biāo)志性成果，培養(yǎng)一批院士、長江、杰青、“四青”等杰出人才。
學(xué)校規(guī)定，進(jìn)入前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院的團(tuán)隊(duì)帶頭人必須是70歲以下的院士或者國家級創(chuàng)新平臺負(fù)責(zé)人等知名學(xué)者，在資源配置上給予傾斜支持。
在高校里，有的學(xué)者當(dāng)了院士之后反而沒有成果了，對學(xué)校的貢獻(xiàn)也變小了，其實(shí)是種人才浪費(fèi)。“我們要持續(xù)調(diào)動(dòng)院士等高端人才的積極性，讓杰出人才走出‘舒適區(qū)’，例如院士可以培育院士候選人，可以發(fā)展新的方向，產(chǎn)生更長久的激勵(lì)。”王榮橋坦言。
還有一足為醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院。北航“無醫(yī)”，能否用航空航天精密儀器去解決醫(yī)學(xué)高端器械?北航近年來積極布局醫(yī)工交叉，承接了北京市3個(gè)醫(yī)學(xué)相關(guān)高精尖創(chuàng)新中心，形成了醫(yī)工交叉高精尖創(chuàng)新群，對一個(gè)產(chǎn)值12萬億元的行業(yè)發(fā)起進(jìn)攻。
有組織地培養(yǎng)人才，使得人才“分類卓越”。這種模式也同時(shí)讓人才培養(yǎng)受惠。對于很多高校來說，學(xué)生的名字很難出現(xiàn)在國家科技三大獎(jiǎng)的名單里，但在北航，統(tǒng)計(jì)顯示，近5年來，有近50名研究生出現(xiàn)在國家科技三大獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)人名單里。(本報(bào)記者 趙秀紅)
《中國教育報(bào)》2018年01月11日第1版版名：要聞
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