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屠善澄人造衛(wèi)星伴隨我大半生

時(shí)間:2016年09月14日 信息來(lái)源:不詳 點(diǎn)擊:7747 字體:

屠善澄,1923年8月12日出生于嘉興,著名自動(dòng)控制技術(shù)專(zhuān)家。長(zhǎng)期從事導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人飛船控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)工作,是我國(guó)人造衛(wèi)星工程的開(kāi)拓者和載人航天事業(yè)的倡導(dǎo)者之一,中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)的創(chuàng)建人之一。國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)航天技術(shù)領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會(huì)首席科學(xué)家、顧問(wèn)。曾擔(dān)任“東方紅二號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師,為“東方紅二號(hào)”的研制和順利發(fā)射做出了突出貢獻(xiàn)。1985年獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng),1987年當(dāng)選為國(guó)際宇航科學(xué)院院士,1994年當(dāng)選為首批中國(guó)工程院院士。 

暮春的北京,陽(yáng)光帶著暖意,偶爾有風(fēng)吹過(guò),清爽得很。 

穿過(guò)中國(guó)空間研究院大院,便是屠善澄院士居住的專(zhuān)家樓。 

這位90多歲的老人,身材高挑,滿(mǎn)頭銀發(fā),容光煥發(fā),文質(zhì)彬彬。他架著一副眼鏡,眼鏡背后是老科學(xué)家的睿智和真誠(chéng)。 

比屠老小三歲的夫人桂湘云,一起接受了我們的采訪。屠老聽(tīng)不清時(shí),她幫著解釋?zhuān)a(bǔ)充說(shuō)明。這對(duì)攜手走過(guò)超出一個(gè)甲子的夫妻,偶爾玩笑著,爭(zhēng)論著。此時(shí)的屠善澄,像個(gè)孩子,有些調(diào)皮,有些可愛(ài)。 

情系航天 

流光歲月,回首往昔。對(duì)屠善澄來(lái)說(shuō),1958年是個(gè)特殊的年份。 

1957年10月,蘇聯(lián)成功發(fā)射人類(lèi)第一顆人造地球衛(wèi)星。之后的1958年5月,中國(guó)共產(chǎn)黨第八次全國(guó)代表大會(huì)第二次會(huì)議上,毛澤東主席一句“我們也要搞人造衛(wèi)星”,令全國(guó)興起衛(wèi)星熱。 

隨即,中科院組織科技力量投入衛(wèi)星研究。 

當(dāng)年11月,在中科院自動(dòng)化研究所工作的屠善澄接受了新任務(wù)——研究、探索人造地球衛(wèi)星的控制問(wèn)題。 

在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,屠善澄編寫(xiě)了《關(guān)于人造地球衛(wèi)星的控制問(wèn)題》報(bào)告,提出我國(guó)人造地球衛(wèi)星的控制可采用自旋穩(wěn)定的方式,配合噴氣或磁控作姿態(tài)調(diào)整,為后來(lái)我國(guó)人造地球衛(wèi)星控制系統(tǒng)提供了有價(jià)值的參考和技術(shù)依據(jù)。 

從此,人造衛(wèi)星便伴隨了屠善澄的大半生。 

即使在“文革”之中,屠善澄的研究工作也未停滯過(guò)。憶起那段特殊時(shí)期,屠老說(shuō),1968年到1984年的十幾年間,是他科研生涯中最重要、最具實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容的階段。 

自1958年起的10年里,中國(guó)對(duì)人造衛(wèi)星的態(tài)度,由狂熱逐漸恢復(fù)理性。經(jīng)過(guò)調(diào)整,1968年,我國(guó)衛(wèi)星研制任務(wù)終于明確,機(jī)構(gòu)組織初步建立,內(nèi)外各方面的協(xié)作配合基本實(shí)現(xiàn)了暢通。也正是從這一年開(kāi)始,屠善澄投入到了“曙光號(hào)”載人飛船控制系統(tǒng)的預(yù)先研究工作之中(上世紀(jì)60年代末,我國(guó)開(kāi)始首次研制載人飛船,命名為曙光號(hào),取得了不少研究成果)。 

1970年4月,我國(guó)成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”。不久,屠善澄開(kāi)始了我國(guó)第一顆地球同步靜止軌道衛(wèi)星——“東方紅二號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星的控制系統(tǒng)研制工作。 

“東方紅二號(hào)”是我國(guó)第一顆長(zhǎng)壽命同步軌道(高軌道)通信衛(wèi)星,其控制分系統(tǒng)是衛(wèi)星的關(guān)鍵系統(tǒng),屠善澄是控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)主持系統(tǒng)的方案選擇、方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)研制及飛行試驗(yàn)過(guò)程。 

控制技術(shù),難度很大。屠善澄確定了姿態(tài)測(cè)定及控制方案,采用在實(shí)際飛行中的不同時(shí)段利用不同測(cè)量數(shù)據(jù)遞推式擴(kuò)展的“卡爾曼濾波法”,確保在短時(shí)間內(nèi)獲得較精確的姿態(tài)測(cè)定值,使衛(wèi)星較快地實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)變軌。消旋軸承是“東方紅二號(hào)”衛(wèi)星上的關(guān)鍵部件,屠善澄組織、設(shè)計(jì)的40套空間潤(rùn)滑系統(tǒng),模擬在高真空條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10年以上,獲得了軸承的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),使我國(guó)在空間潤(rùn)滑方面的研究順利起步。 

在解決“東方紅二號(hào)”控制系統(tǒng)重大技術(shù)問(wèn)題過(guò)程中,屠善澄都起到了關(guān)鍵作用,尤其是在試驗(yàn)通信衛(wèi)星發(fā)射后兩度遇到緊急情況之時(shí)。 

1984年1月29日,第一顆“東方紅二號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星發(fā)射。然而,因運(yùn)載火箭故障,衛(wèi)星并未能進(jìn)入預(yù)定軌道?!皷|方紅二號(hào)”是一顆高軌道衛(wèi)星,發(fā)射之后,距離地表應(yīng)為接近3.6萬(wàn)公里,但故障使然,星地距離僅有數(shù)百公里。不僅如此,衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量?jī)x數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常飽和,姿態(tài)確定軟件也無(wú)法正常工作。 

作為控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師,屠善澄立即組織力量編制了專(zhuān)用軟件,向衛(wèi)星發(fā)出指令,抬高了衛(wèi)星軌道,使衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。這是我國(guó)首次進(jìn)行“東方紅二號(hào)”試驗(yàn),并使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)成為可能。 

數(shù)個(gè)月后的4月8日,第二顆“東方紅二號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星順利完成發(fā)射。但是,位于高空的衛(wèi)星隨后出現(xiàn)了狀況:因蓄電池持續(xù)對(duì)衛(wèi)星充電,致使星體出現(xiàn)了“過(guò)充”發(fā)熱。 

為了避免衛(wèi)星受損,屠善澄所在的控制系統(tǒng)小組對(duì)衛(wèi)星作了多次超出規(guī)定工作狀況的姿態(tài)調(diào)整,改變了太陽(yáng)光照與衛(wèi)星的相對(duì)幾何關(guān)系。經(jīng)過(guò)8天的努力,4月16日,衛(wèi)星降溫,狀態(tài)恢復(fù)正常,定點(diǎn)于東經(jīng)125度的赤道上空。這顆衛(wèi)星隨后連續(xù)工作超過(guò)四年,超出了原先僅三年的設(shè)計(jì)壽命。 

1985年,《試驗(yàn)通信衛(wèi)星及微波測(cè)控系統(tǒng)》獲國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),屠善澄是控制系統(tǒng)方面唯一的獲獎(jiǎng)?wù)摺?nbsp;

1986年3月,王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允等四位著名科學(xué)家向中共中央建議:組織專(zhuān)家對(duì)中國(guó)高新技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行論證。同年11月,中共中央政治局?jǐn)U大會(huì)議和國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議批準(zhǔn)實(shí)施《中國(guó)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃綱要》,這就是“863計(jì)劃”。屠善澄被調(diào)去參與高科技發(fā)展規(guī)劃的論證工作,1987年2月,他被任命為“863計(jì)劃”航天技術(shù)領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會(huì)首席科學(xué)家。 

屠善澄主持“863計(jì)劃”航天技術(shù)領(lǐng)域的研究論證工作后,起草了《國(guó)外載人航天的發(fā)展道路和趨向》《我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的新階段》等論證報(bào)告。在討論研究中國(guó)航天技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略和總體發(fā)展藍(lán)圖時(shí),屠善澄根據(jù)調(diào)查研究,提出載人航天分準(zhǔn)備階段、初期試驗(yàn)與配套階段、各應(yīng)用試驗(yàn)與開(kāi)發(fā)階段的“三步走”戰(zhàn)略設(shè)想。 

“兩彈一星”元?jiǎng)讞罴诬u(píng)價(jià)屠善澄道:“最后定下來(lái)的這個(gè)飛船方案,當(dāng)然不是他(屠善澄)一個(gè)人定的。但是他作為專(zhuān)家委員會(huì)的首席科學(xué)家,最后拍板,功不可沒(méi)?!?nbsp;

艱辛求學(xué) 

屠善澄出生于秀洲區(qū)新塍鎮(zhèn)一個(gè)地主家庭。他的父親曾考入復(fù)旦大學(xué),但因祖父思想守舊,父親只在復(fù)旦讀了半個(gè)學(xué)期就被迫放棄了學(xué)業(yè)?!拔腋赣H每次講起來(lái),都要掉眼淚?!卞e(cuò)過(guò)了大學(xué)深造的巨大遺憾,讓屠善澄的父親心中早早地萌生了一個(gè)強(qiáng)烈愿望:要讓自己的每個(gè)孩子都上大學(xué)! 

1937年,抗戰(zhàn)全面爆發(fā)。年底,嘉興淪陷。當(dāng)時(shí),屠善澄正在浙江省立嘉興中學(xué)(嘉興一中前身)讀初二。次年春,屠善澄和家人逃難到上海租界,在這里度過(guò)了近10年的動(dòng)蕩歲月。 

躲避戰(zhàn)亂來(lái)到上海之后的第一個(gè)夏天,屠善澄考入了江蘇省立上海中學(xué)高中理科班。之前,他在嘉興只讀了兩年初中,又因戰(zhàn)亂失學(xué)一年,他起初跟不上進(jìn)度,尤其是英語(yǔ)。 

“嘉興離上海雖近,但好多東西都是土頭土腦的。我能從嘉興順利跨進(jìn)上海學(xué)校的門(mén)檻,多虧姚志英老師,這是我終生難忘的?!蓖郎瞥握f(shuō),起初,姚老師曾勸他先退級(jí)回初三,但他不甘心,表示希望老師能指點(diǎn)自己。姚志英老師看這個(gè)學(xué)生挺有志氣,就給屠善澄傳授了一套自學(xué)方法?!拔覇?wèn)他:我還有希望嗎?他說(shuō),每個(gè)人都有希望?!?nbsp;

幾個(gè)月后,屠善澄不僅跟上了學(xué)習(xí)進(jìn)度,還在上海英文作文競(jìng)賽中獲得了全市第一名。 

1941年,屠善澄考入交通大學(xué)電機(jī)工程系。是年底,太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),日軍占領(lǐng)上海租界。不久,“汪偽政府”接管了交通大學(xué)(上海本部)。 

“我在上海念書(shū)的時(shí)候,給自己一條‘鐵杠’:汪精衛(wèi)的學(xué)校,我決不念!”交大陷落“汪偽”之手后,屠善澄只能另外再找大學(xué)念。1942年夏,屠善澄離開(kāi)交大,轉(zhuǎn)入私立大同大學(xué)電機(jī)工程系。他說(shuō):“大同大學(xué)的老師,至少百分之七八十是原來(lái)的交大老師。他們不愿在汪偽政府的學(xué)校教書(shū),就到了大同大學(xué),不少學(xué)生也跟著跑到了‘大同’。” 

1946年夏,屠善澄回到交大電機(jī)工程系任助教,直至1948年1月赴美留學(xué)。 

那一年,并沒(méi)有公費(fèi)留學(xué)項(xiàng)目,屠善澄留學(xué)是私費(fèi)公派。資格考試前,外祖父曾提出幫他寫(xiě)封信給時(shí)任國(guó)民政府教育部長(zhǎng)的朱家驊,但屠善澄并不同意。最終,他考了全國(guó)第一。 

進(jìn)入康奈爾大學(xué),屠善澄讀的是直博,且仍然選擇了電力為主專(zhuān)業(yè),以自動(dòng)控制和應(yīng)用數(shù)學(xué)為副專(zhuān)業(yè)。1949年夏,他在美國(guó)尼亞加拉-莫霍克電力公司的電網(wǎng)繼電保護(hù)部做暑假工,接觸了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。從此,他對(duì)電力系統(tǒng)和復(fù)雜大系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析及其控制問(wèn)題產(chǎn)生了濃厚興趣。此后,這成為他終身研究的專(zhuān)業(yè)。 

在康奈爾,屠善澄不僅找到了自己熱愛(ài)的事業(yè),也遇到了自己的終身伴侶——出生于湖南的湖北姑娘桂湘云,一個(gè)書(shū)香門(mén)第的大家閨秀,也是他留美期間數(shù)學(xué)系的學(xué)妹。 

歸國(guó)奉獻(xiàn) 

屠善澄的小兒子叫“懷祖”。懷祖出生時(shí),屠善澄和夫人還在美國(guó),正在為回國(guó)做準(zhǔn)備。“懷祖,意思就是懷念祖國(guó)。為什么要回國(guó)?我一直想回國(guó),沒(méi)有什么道理,如果要唱高調(diào),那就是愛(ài)國(guó)吧……” 

當(dāng)年,大洋彼岸新中國(guó)成立的消息傳來(lái),屠善澄非常激動(dòng),他首先想到的就是要盡早回國(guó)。但是,那時(shí),他們的第一個(gè)孩子“康果”剛剛出生,得再等一兩年。此期間,發(fā)生了一件事:1951年9月,21名中國(guó)留美學(xué)生準(zhǔn)備返回祖國(guó),在檀香山,其中學(xué)習(xí)理工和醫(yī)學(xué)的9名留學(xué)生被禁止歸國(guó)、強(qiáng)迫留美?!爱?dāng)時(shí),美國(guó)政府不準(zhǔn)學(xué)理工農(nóng)醫(yī)等技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生回國(guó)為建設(shè)社會(huì)主義出力?!?nbsp;

類(lèi)似事件,最有名的是錢(qián)學(xué)森被扣留。1955年,錢(qián)學(xué)森輾轉(zhuǎn)回國(guó)后,屠善澄接到了通知,說(shuō)可以想辦法回國(guó),如有困難,可找印度大使館。 

1956年,屠善澄放棄了康奈爾大學(xué)的高薪,和夫人桂湘云帶著6歲的康果和1歲的懷祖,經(jīng)香港轉(zhuǎn)道回到祖國(guó)?;貒?guó)時(shí),上海交通大學(xué)專(zhuān)門(mén)派人到廣州去接他,非常隆重。 

隨即,上海交通大學(xué)、武漢大學(xué)及華中工學(xué)院都邀請(qǐng)屠善澄和夫人去任教——按屠善澄最早的打算,正是回國(guó)后繼續(xù)任教于高校。 

不過(guò),當(dāng)時(shí),我國(guó)中央政府剛開(kāi)完科學(xué)規(guī)劃會(huì)議,非常重視科學(xué)發(fā)展,確立了計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、自動(dòng)化和無(wú)線電四大緊急學(xué)科。在這個(gè)背景下,中科院成立了自動(dòng)化研究所。屠善澄回國(guó)時(shí),研究所正處于籌備期,由于他學(xué)的是自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè),留美時(shí)的導(dǎo)師也是美國(guó)著名專(zhuān)家,所以,甫一回國(guó),就進(jìn)入了組織的視野,國(guó)防科工委指名請(qǐng)他去中科院自動(dòng)化研究所。 

加入自動(dòng)化研究所之初的兩年,屠善澄參與了電子模擬計(jì)算機(jī)研制和長(zhǎng)江三峽水利樞紐自動(dòng)化兩個(gè)課題,并擔(dān)任了負(fù)責(zé)人。研制模擬計(jì)算機(jī),是屠善澄歸國(guó)后做的第一個(gè)重要課題。做自動(dòng)化技術(shù),離開(kāi)模擬計(jì)算機(jī)很難搞,但當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)買(mǎi)不到比較好的模擬計(jì)算機(jī),如果到蘇聯(lián)訂貨,兩三年內(nèi)是拿不到貨的。1956年9月起,屠善澄帶領(lǐng)科技人員,先后研制出MZ-2和MZ-4模擬計(jì)算機(jī),為后來(lái)多種電子模擬計(jì)算機(jī)包括J331型巨型機(jī)的研制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 

從事衛(wèi)星控制研究后的1961年至1966年,屠善澄還曾參與了“紅外尋的”制導(dǎo)導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的研制工作。他對(duì)導(dǎo)引頭調(diào)制盤(pán)作出最佳的設(shè)計(jì),并開(kāi)展了對(duì)空目標(biāo)各方向輻射特性的測(cè)試工作,研制出能探測(cè)典型空中目標(biāo)(轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)等)各個(gè)部位、各種飛行姿態(tài)下目標(biāo)輻射特性的紅外輻射物特性測(cè)試儀,并在空軍基地順利完成典型目標(biāo)輻射特性及空間背景輻射特性的測(cè)試,這在當(dāng)時(shí)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng),為后來(lái)研制肩射式超低空防空導(dǎo)彈提供了依據(jù)。 

在仿真試驗(yàn)方面,屠善澄和科研人員研制了能真實(shí)反映導(dǎo)引過(guò)程中目標(biāo)成像的地面目標(biāo)模擬器以及舵機(jī)加載模擬器,并在對(duì)全系統(tǒng)過(guò)程分析的基礎(chǔ)上,建立了“整個(gè)制導(dǎo)過(guò)程中,導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)在導(dǎo)彈導(dǎo)引頭上的成像特性,作用于導(dǎo)彈舵機(jī)上的氣動(dòng)力矩加載特性”的半物理仿真系統(tǒng),并與J331電子模擬機(jī)組合,進(jìn)行了全控制系統(tǒng)的閉路仿真試驗(yàn)。 

在之后的肩射式超低空地空導(dǎo)彈型號(hào)研制中,他任副總設(shè)計(jì)師,負(fù)責(zé)制導(dǎo)及控制系統(tǒng)的研制,設(shè)計(jì)研制了導(dǎo)引頭。1966年的兩次飛行試驗(yàn)顯示,其設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期效果。 

1957年,中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)籌備委員會(huì)第一次全體會(huì)議,推選了九人常委會(huì),錢(qián)學(xué)森是主任委員,屠善澄是秘書(shū)。自1961年中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)成立起,他連續(xù)擔(dān)任兩屆理事會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、常務(wù)理事。 

1958年3月,國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)籌委會(huì)會(huì)議在瑞士舉行,屠善澄代表錢(qián)學(xué)森出席。他還作為中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)代表團(tuán)成員出席了IFAC世界大會(huì),被推選為理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員。此后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),他負(fù)責(zé)處理了大多數(shù)中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)與IFAC的聯(lián)絡(luò)工作和相關(guān)事務(wù)。 

1988年1月之后,屠善澄任中國(guó)空間技術(shù)研究院科技委主任、國(guó)防科工委科技委兼職副主任。他多次主持、參與了自動(dòng)控制工程技術(shù)重大問(wèn)題的討論和決定,是中國(guó)工程院院士、國(guó)際宇航科學(xué)院院士、國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)理論專(zhuān)業(yè)委員會(huì)和空間專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員。 

屠善澄還長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)兼職教授,是國(guó)內(nèi)首批博士生導(dǎo)師,深得學(xué)生愛(ài)戴。 

1990年起,屠善澄享受政府特殊津貼;1991年被航空航天部授予“有突出貢獻(xiàn)的老專(zhuān)家”;1997年,獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。 

科學(xué)更需要認(rèn)真 

對(duì)話(huà) 

科學(xué)更需要認(rèn)真 

記者:您在專(zhuān)業(yè)上最引以為豪的成就是不是“東方紅二號(hào)”? 

屠善澄:不一定。從專(zhuān)業(yè)的角度講,中國(guó)搞空間控制,我是最初的科技人員之一。其中,我?guī)熜株懺?,他是自?dòng)控制和航天工程專(zhuān)家,資格比我老,但我做的具體工作比較多一些。 

記者:您專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的能力是怎么培養(yǎng)的? 



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