一門(mén)3兄弟皆為航天院士 2位曾在國防科大任教

　　原標題：一門(mén)3兄弟皆為航天院士，2位曾在國防科大任教

　　國防科大校史館里有一面院士墻，在這幅巨型畫(huà)作里，細心的人會(huì )發(fā)現，有兩位院士的容貌氣韻極為相似，而且他們的名字也非常相近，——他們就是有名的“常州莊氏三院士”中的兩位：莊逢甘、莊逢辰。

　　據了解，常州莊氏一門(mén)四兄弟中，有三人（莊逢甘、莊逢辰、莊逢源）當選了院士，而且三人都從研航空航天領(lǐng)域，這在中國科學(xué)界實(shí)屬罕見(jiàn)。

　　莊逢甘，1925年出生于常州，空氣動(dòng)力學(xué)家。1952年至1957年任軍事工程學(xué)院教授。長(cháng)期從事導彈、火箭及再入飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)研究試驗和計算空氣動(dòng)力學(xué)的研究工作。于他在空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)研究方面，以及在組織領(lǐng)導空氣動(dòng)力學(xué)的試驗基地建設、解決多種飛行器的氣動(dòng)力設計中的關(guān)鍵技術(shù)方面的成就，在空氣動(dòng)力學(xué)界及科學(xué)技術(shù)界擔任了許多重要職務(wù)，對我國航空、航天事業(yè)的發(fā)展有重要影響，是我國空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)科研究的主要倡導者和技術(shù)領(lǐng)導者。他于1980年當選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（現為院士），1985年被選為國際宇航科學(xué)院院士。

　　莊逢辰，生于1932年，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力機械系，1970年至1991年1月先后在長(cháng)沙工學(xué)院、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天技術(shù)系任職�；鸺�發(fā)動(dòng)機和工程熱物理專(zhuān)家，是液體火箭發(fā)動(dòng)機學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人，為我國火箭、飛船發(fā)動(dòng)機研制做出了重要貢獻。2001年當選中國科學(xué)院院士。

　　莊逢源，1939年生于常州池塘沿，1962年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，在北大物理系任教多年，后在美國加州大學(xué)應用力學(xué)和工程科學(xué)系求學(xué)，師從“生物力學(xué)之父”、美國三院院士馮元楨教授，回國后在中日友好醫院從事血液流變學(xué)、血液動(dòng)力學(xué)、生物力學(xué)、生物醫學(xué)工程研究工作。2006年當選國際宇航科學(xué)院通訊院士。

　　今天，小編給大家重點(diǎn)介紹一下莊逢辰和他的“燃燒”人生。

　　莊逢辰出生于1932年，上個(gè)世紀50年代，他在哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，而后留在哈工大鍋爐教研室任教。

　　在實(shí)際教學(xué)中，他體會(huì )到了陸游“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”的涵義，因為他發(fā)現了鍋爐燃燒中問(wèn)題很多，也因此萌發(fā)了燃燒科研的想法。

　　后來(lái)，他讀到了蘇聯(lián)著(zhù)名科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者、謝苗諾夫寫(xiě)的《燃燒與爆炸》一書(shū)，書(shū)中對火和電的發(fā)展進(jìn)行了比較，說(shuō)到火的研究遠遠落后于電。這更堅定了他立志研究燃燒的決心，從而開(kāi)啟了自己的“燃燒”人生。

　　開(kāi)創(chuàng )液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒學(xué)科

　　1960年，莊逢辰被派到蘇聯(lián)莫斯科動(dòng)力學(xué)院進(jìn)修燃燒理論。1961年4月12日蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一艘載人飛船，他堅信我國要發(fā)射載人飛船也必須要解決燃燒問(wèn)題，從此他也就開(kāi)始了自己的燃燒夢(mèng)想。

　　1962年莊逢辰回國，由于國家航天事業(yè)發(fā)展的需要，莊逢辰被調入液體火箭機專(zhuān)業(yè)，肩負起為學(xué)生講授“液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒”的任務(wù)。

　　此時(shí)他發(fā)現，液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒設計水平并不高明多少。雖然美、蘇當時(shí)都已經(jīng)研制出多種液體火箭發(fā)動(dòng)機型號，但在研制中仍然缺乏可靠的理論計算模型和設計準則，主要依靠基于試驗為主的邊試邊改方法。例如為了解決不穩定燃燒問(wèn)題，美國用于登月的F-1發(fā)動(dòng)機進(jìn)行了1332次發(fā)動(dòng)機試驗和1337次108個(gè)噴注器的試驗才研制成功；我國在研制東三、東四導彈液體火箭發(fā)動(dòng)機時(shí)，也不斷出現燃燒不穩定故障。

　　繼而他又發(fā)現，當時(shí)能收集到的燃燒不穩定研究文獻，包括公開(kāi)出版的權威文獻，都僅從經(jīng)典控制理論出發(fā)，對液體火箭發(fā)動(dòng)機實(shí)際燃燒過(guò)程只能作人為的假定、缺乏定量的分析。

　　而莊逢辰認為，發(fā)生不穩定燃燒，燃燒是主因，或者說(shuō)是內因、是主要矛盾，控制只是外因。要解決這個(gè)問(wèn)題，首先必須把液體火箭發(fā)動(dòng)機的燃燒歷程及其速率控制過(guò)程研究清楚。

　　他先從穩態(tài)燃燒研究開(kāi)始，承擔了紅旗1號火箭發(fā)動(dòng)機性能提高任務(wù)，與學(xué)生一起建立了推力室的液流試驗臺和噴霧試驗臺，開(kāi)始進(jìn)行推進(jìn)劑的霧化和液滴蒸發(fā)和燃燒的試驗研究和物理模型的建立。

　　20世紀70年代，他被調到國防科技大學(xué)前身的長(cháng)沙工學(xué)院任教，學(xué)校當時(shí)歸航天部（當時(shí)叫七機部）領(lǐng)導，他利用這一條件，深入到各液體火箭發(fā)動(dòng)機研制單位調查研究，完成了教材《液體火箭發(fā)動(dòng)機推力室設計基礎》的編寫(xiě)任務(wù)，于1976年正式出版。該書(shū)既包含了實(shí)踐內容，又加強了基礎理論，被作為教材沿用10余年。

　　他自學(xué)計算機語(yǔ)言，利用當時(shí)學(xué)院計算機系剛剛研制完成的441B-Ⅲ晶體管電子計算機，運用他剛研究出來(lái)的液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒模型，對某型號發(fā)動(dòng)機的燃燒過(guò)程進(jìn)行數值模擬計算，與實(shí)際型號的試車(chē)結果非常接近。據此撰寫(xiě)的論文《自燃推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機燃燒室設計簡(jiǎn)化模型》在1978年10月中國工程熱物理學(xué)會(huì )成立大會(huì )暨第一次學(xué)術(shù)會(huì )議上宣讀，同時(shí)發(fā)表了所有計算源程序。

　　這是國內應用燃燒模型在計算機上對實(shí)際液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒過(guò)程進(jìn)行數值模擬計算的第一篇論文，受到研制單位和學(xué)術(shù)界的高度重視。

　　在錢(qián)學(xué)森鼓勵下研究發(fā)動(dòng)機燃燒

　　1978年6月，長(cháng)沙工學(xué)院更名為國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，學(xué)校組建了燃燒理論和熱學(xué)教研室，莊逢辰被任命為室主任。為了提高國內燃燒理論研究的水平，他組織研究團隊建設了研究性實(shí)驗室，美國、英國和俄羅斯的燃燒理論和液體火箭發(fā)動(dòng)機專(zhuān)家都前來(lái)參觀(guān)。他還翻譯了當時(shí)美國剛出版的作為大學(xué)生教材的《燃燒導論》一書(shū)，此書(shū)于1981年出版，受到全國同行們的極大歡迎。

　　1981年，錢(qián)學(xué)森第二次到國防科大指導工作，給學(xué)校提出了17項國防前沿迫切需要研究的課題，其中第一項就是液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒。

　　會(huì )后莊逢辰得幸向錢(qián)學(xué)森請教問(wèn)題。

　　錢(qián)學(xué)森對他說(shuō)：“不同的推進(jìn)劑燃燒性能不一樣，你能否算一算？ 液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒不穩定性也需要進(jìn)一步研究，現在還沒(méi)有掌握其規律�！�

　　當時(shí)莊逢辰對錢(qián)學(xué)森說(shuō)，“我大學(xué)學(xué)的是機械工程，后來(lái)調到動(dòng)力機械系工作搞鍋爐燃燒，現在又搞航天，是否行轉得太多了�！�

　　“學(xué)鍋爐好��！我大學(xué)學(xué)的是火車(chē)頭，也是鍋爐呢！”錢(qián)學(xué)森笑著(zhù)說(shuō)，“鍋爐和液體火箭發(fā)動(dòng)機只是研究的工程對象不一樣，但很多基礎理論是相通的。你不單可以研究液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒，火箭導彈中的很多問(wèn)題你都能夠研究�！�

　　這些話(huà)給了莊逢辰極大的鼓舞。

　　1983年，他邀請美國著(zhù)名燃燒理論專(zhuān)家F.A.Williams來(lái)校講學(xué)，舉辦了為期一個(gè)月的學(xué)習班。

　　1990年他將F.A.Williams1985年在美國正式出版的《燃燒理論-化學(xué)反應流動(dòng)系統的基礎理論》一書(shū)翻譯成中文，并作為研究生教材，國外大學(xué)亦普遍應用此書(shū)作為研究生教材，被稱(chēng)為“天書(shū)”。

　　在這期間，他制訂了一個(gè)詳細的液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒過(guò)程綜合模型的理論和實(shí)驗研究計劃，提出了要研究的8個(gè)模型和4種計算方法，根據航天技術(shù)發(fā)展的需要，結合研究生的培養，逐步開(kāi)展研究。這一計劃，得到著(zhù)名航天專(zhuān)家任新民的大力支持。

　　當時(shí)上海航天局801所正在研制用于331工程的發(fā)動(dòng)機（后來(lái)成為了長(cháng)征3號運載火箭的一級發(fā)動(dòng)機FY-20），委托莊逢辰率領(lǐng)的團隊完成該發(fā)動(dòng)機燃燒室計算模型研究。他帶領(lǐng)3位老師、5位研究生創(chuàng )立了液體推進(jìn)劑高壓蒸發(fā)和燃燒模型并得到實(shí)驗驗證。進(jìn)一步研究成功自燃推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機高壓燃燒過(guò)程計算模型，減少了正在研制中的FY-20發(fā)動(dòng)機的試車(chē)次數，縮短了研制周期，節省了研制經(jīng)費，為我國331工程第一顆同步通信衛星（東方紅2號）的及時(shí)成功發(fā)射作出了貢獻。航天部上海航天局對這個(gè)項目研究成果組織了鑒定，認為該模型是國內最早提出的一項開(kāi)創(chuàng )性模型，其中偏二甲肼和四氧化二氮高壓蒸發(fā)模型在國際上首次提出。該項目獲得了國家科技進(jìn)步三等獎。

　　1985年、1987年，他們開(kāi)展用于發(fā)射東方紅3號衛星的FC-5遠地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機采用不同推進(jìn)劑的燃燒性能和高空比推力分析。研究結果為東方紅3號衛星于1997年5月12日成功發(fā)射作出了貢獻。

　　1988年，他們開(kāi)展用于長(cháng)三甲第3級的YF-75發(fā)動(dòng)機燃燒室燃燒過(guò)程仿真計算和氣氫液氧同軸式大流量噴嘴的理論和試驗研究?jì)蓚�(gè)課題。同年，他還與上海航天局801所簽訂了液氧/烴推進(jìn)劑燃燒問(wèn)題研究的課題。

　　1993年，他帶領(lǐng)大伙完成了我國自主研究成功的CAFILRE液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒流場(chǎng)分析計算模型、以后又發(fā)展成YF-75發(fā)動(dòng)機噴注器燃燒過(guò)程三維數值模擬軟件，對YF-75發(fā)動(dòng)機的燃燒過(guò)程進(jìn)行計算，為設計人員準確了解燃燒室內部細節和正確選擇設計參數提供重要的依據，受到設計人員的歡迎。

　�。ㄟ@兩個(gè)項目先后獲軍隊科技進(jìn)步一、二等獎）

　　為載人航天提供技術(shù)支撐

　　1991年莊逢辰被調到國防科工委指揮技術(shù)學(xué)院，但他仍是國防科大的兼職教授， 后來(lái)又成為特聘教授，繼續指導國防科技大學(xué)的博士生和科研工作。他的主要研究方向仍然是液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒。

　　20世紀90年代，我國開(kāi)始實(shí)施921載人航天工程。載人航天對液體火箭發(fā)動(dòng)機的燃燒穩定性提出了更高的要求。當時(shí)正是我國研制飛船軌控發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵時(shí)刻和艱難時(shí)期。這時(shí)，莊逢辰把主要精力放在液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒穩定性研究上。經(jīng)過(guò)兩年理論和試驗研究，完成了“MMH/NTO火箭發(fā)動(dòng)機燃燒聲學(xué)不穩定性和聲腔阻尼的數值評定技術(shù)”，這項成果應用在神舟1-4號試驗飛船和2003年10月15日我國首次載人航天飛行以及以后的各種飛行中， 飛船軌控發(fā)動(dòng)機和姿控發(fā)動(dòng)機的燃燒非常穩定，保證了飛船的成功變軌和返回。同時(shí)也圓了他1961年想的能為我國載人飛船發(fā)射作出點(diǎn)貢獻的夢(mèng)。

　　至此，雖然他在20世紀60年代創(chuàng )導的液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒模型和數值仿真的研究已經(jīng)在我國好幾個(gè)型號的研制中得到了具體應用，但他認為應用還不夠普遍，有待進(jìn)一步推廣，而且他提出的模型和數值仿真方法還需要進(jìn)一步發(fā)展。

　　1993年12月，意外不期而至。那天北京剛下過(guò)雪，莊逢辰騎車(chē)去情報所的路上不慎摔倒，股骨頸骨折。臥床期間，他帶著(zhù)傷病仔細整理30余年寫(xiě)的液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒講義、講稿、研究報告、發(fā)表的100多篇論文以及其他有關(guān)文獻，對原有成果進(jìn)行再創(chuàng )造、再提高，創(chuàng )立了一個(gè)新的學(xué)科體系，在輪椅上完成了學(xué)術(shù)專(zhuān)著(zhù)“液體火箭發(fā)動(dòng)機噴霧燃燒的理論、模型及應用”的寫(xiě)作，以后又到上海801所和北京11所就該書(shū)內容作介紹和報告。

　　1995年該著(zhù)作正式出版后，得到兩彈元勛任新民院士，上海航天技術(shù)研究院孫敬良院士，美國賓洲大學(xué)推進(jìn)研究中心杰出教授、《Jet Propulsion Power》主編Vigor Yang等國內外專(zhuān)家的高度評價(jià)，公認該書(shū)是我國第一部系統建立和詳細介紹液體火箭發(fā)動(dòng)機噴霧燃燒的理論、模型及及應用的專(zhuān)著(zhù)，對液體火箭發(fā)動(dòng)機新設計方法的應用和本學(xué)科的發(fā)展起到了重大推動(dòng)作用。該著(zhù)作獲得國家科技進(jìn)步二等獎。

　　對燃燒科學(xué)無(wú)盡的追求

　　上世紀90年代，莊逢辰幾乎參加了我國所有天地往返運輸系統的各種討論，他提出了單級入軌可重復使用運載火箭燃燒關(guān)鍵技術(shù)研究和氫氧雙混合比發(fā)動(dòng)機的燃燒和傳熱研究，繼續不斷完善已有的科研成果。2000年，他的“MMH/NTO火箭發(fā)動(dòng)機燃燒聲學(xué)不穩定性和聲腔阻尼的數值評定技術(shù)”項目獲得軍隊科技進(jìn)步一等獎。與此同時(shí)，他作為主要完成人之一、由上海航天局801所申報的“神舟試驗飛船推進(jìn)艙雙組元2500N軌控發(fā)動(dòng)機”也獲得國防科工委的國防科學(xué)技術(shù)二等獎。

　　2001年，莊逢辰當選中科院院士。他把更多精力放在燃燒先行研究的創(chuàng )導和工程熱物理學(xué)科發(fā)展的年輕人才的培養上。2003-2013年擔任了工程熱物理學(xué)科國家重點(diǎn)實(shí)驗室評估組的組長(cháng)和自然科學(xué)基金工程與材料科學(xué)學(xué)部的評審組組長(cháng)，并為成立有關(guān)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機燃燒關(guān)鍵基礎科學(xué)問(wèn)題的國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金項目而作出努力和為培養年輕科技工作者竭盡所能。

　　莊逢辰對燃燒科學(xué)研究有著(zhù)無(wú)盡的追求，十分推崇錢(qián)學(xué)森的技術(shù)科學(xué)思想，是錢(qián)學(xué)森的技術(shù)科學(xué)思想的踐行者。他認為燃燒基礎研究一定要走在型號研制的前面，為型號研制提供創(chuàng )新的思想、新的技術(shù)、新的方法。他常說(shuō)：我知道的要比我想知道的少得多，我能做的比我想做的少得多，我做的又比我能做的少得多，我做出有些成績(jì)的又比做過(guò)的少得多，我現在還有很多要學(xué)的東西。

　　他開(kāi)創(chuàng )的燃燒模型和數值模擬學(xué)術(shù)方向在很長(cháng)一段時(shí)間內有很多人還不認可。上世紀80年代，當時(shí)莊逢辰研究的液體火箭發(fā)動(dòng)機燃燒模型和數值仿真科學(xué)計算還是一門(mén)正在發(fā)展中的新興學(xué)科，遠遠沒(méi)有成熟，很多人還看不清，甚至不相信。當時(shí)國內正傳唱著(zhù)一首臺灣校園歌曲：蝸牛和黃鸝鳥(niǎo)。莊逢辰對學(xué)生說(shuō)：我是贊揚蝸牛精神的，不要等葡萄熟了才往上爬，那時(shí)沒(méi)有意思了。正因為沒(méi)有成熟，我們的研究才更需要、更有價(jià)值、更有挑戰性，同時(shí)也更需要我們更加努力。

　　當選院士后，他積極響應百名院士進(jìn)百校的號召，在各高校和中學(xué)作航天推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展歷程、現狀與將來(lái)、深空探測推進(jìn)技術(shù)、奔月推進(jìn)技術(shù)、超燃發(fā)動(dòng)機的發(fā)展和燃燒問(wèn)題等各種科普報告，上世紀90年代他就十分關(guān)注各種新型航天推進(jìn)的發(fā)展和應用，到各高校介紹爆震理論和爆震推進(jìn)技術(shù)，支持西北工大從事脈沖爆震發(fā)動(dòng)機的研究，2002年提議國防科技大學(xué)研究連續旋轉爆震發(fā)動(dòng)機研究。

　　2012年5月中國工程熱物理學(xué)會(huì )授于莊逢辰突出貢獻獎。頒獎辭這樣寫(xiě)道：

　　“他傳承著(zhù)“兩彈一星”的“艱苦奮斗、無(wú)私奉獻”之精神。他是崛起之音的譜寫(xiě)者，謳歌出中華兒女的強國之音。他淡泊名利，寒窗苦守，終碩果累累，桃李芬芳。他心系國家，鞠躬盡瘁，終夢(mèng)圓天際，鑄中華豪情。他點(diǎn)石成金，琢樸成器，春風(fēng)化雨，潤物無(wú)聲。他嚴于律己，寬以待人，以行立教，以德立身。60載潛心燃燒研究，終碩果累累。一甲子燃燒精神綻放，滋挑育李，芬芳遍神州。他是知識的寶藏，科學(xué)的旗幟，知識分子的楷模，他就是莊逢辰院士�！�

　　他在接受頒獎后講了自己是怎樣開(kāi)始研究燃燒的，并且說(shuō)到上世紀謝苗諾夫說(shuō)的有關(guān)火和電的發(fā)展速度即使在今天也是如此�，F在有關(guān)以電為主的裝備差不多都是以莫爾定律的速度發(fā)展，而以火為主的發(fā)動(dòng)機研制卻往往是拖后腿的瓶頸。我應該為改變這一狀態(tài)繼續努力。但我更把希望寄托在年輕人身上，相信年青一代一定會(huì )改變這種狀態(tài)。

　　2015年8月，他光榮退休了。但他還依然擔任著(zhù)863-702項目火箭基連續旋轉爆震發(fā)動(dòng)機研究的總指導、國家安全重大基礎研究項目“新一代液體火箭發(fā)動(dòng)機不穩定燃燒產(chǎn)生機理與抑制方法研究”的技術(shù)指導和專(zhuān)家組成員和國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“面向空天發(fā)動(dòng)機的爆震燃燒的應用基礎研究”研究顧問(wèn)和項目實(shí)施指導。航天科技集團六院液體火箭發(fā)動(dòng)機技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )委員，激光推進(jìn)國家重點(diǎn)實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )副主任，關(guān)心中國工程熱物理學(xué)會(huì )下設的爆震與新型推進(jìn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )的發(fā)展和年輕人的成長(cháng)，積極參加科學(xué)院和工程院的多項戰略研究項目的討論和工作。

　　莊教授今年已經(jīng)85歲，但他說(shuō)應以明洪應明所著(zhù)《菜根潭》中語(yǔ)“日既暮而猶煙霞絢爛，歲將晚而橙桔芳馨，故末路晚年君子更宜精神百倍”自勉，始終不忘初心，燃燒筑夢(mèng)永遠在路上、永遠走在航天路、向大家學(xué)習、向年輕人學(xué)習，盡我所能，做好力所能及的工作！

　　來(lái)源：國防科大