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缔造轻便型“飞天梦”

    发布时间:2016-03-14

——记西北工业大学机电学院副教授蒋建军
  
本刊记者 刘 贺
  
  工业大学(以下简称“西工大”)机电学院副教授蒋建军而言,他的梦想就是“更好地服务于飞机制造领域,推进轻量化材料在航空中的应用,不断地提升制造工艺的能力和水平”,让更多的人实现他们的飞天梦。
  
扎根科研,为航空筑梦
  
  据明万历十九年《武陟志》记载:“武陟县,周武王牧野之师,兴兹土,故名。”1977年,蒋建军出生于河南武陟一个普通的农村家庭。然而,贫穷落后的乡村却没有消磨掉他对知识的渴望。从乡村小学到县重点高中,再到本科、硕士、博士,蒋建军一步步向着更高的阶梯迈进。
  1996年,蒋建军考入了西北工业大学土木工程专业。因为表现优异,大学毕业后蒋建军得以留校工作。“2000年毕业之后,我开始担任学生辅导员的工作,后来发现自己还是比较喜欢搞研究,所以就继续读研究生了。”蒋建军说道。2002年,他被保送到西工大航空宇航制造工程硕士专业。细心的人也许会发现,蒋建军的本科所学专业是土木工程,但两年之后报考的硕士方向却是航空宇航制造工程。“我们国家的航空是在2000年前后开始蓬勃发展,建筑技术要比航空技术成熟一些,从国家战略需求来讲的话,航空技术更需要研究型人才,所以我就选择航空领域了。”蒋建军淡淡地说道。尽管他说得简单,但读研初期,他不仅要克服管理和研究之间身份转换的困难,更重要的是还要面临专业方面零基础带来的挑战,其间所要付出的努力即使不言也足以想见。
  航空是技术密集型的产业,涉及制造、材料、管理、控制等众多高新技术领域,在军事和经济上具有重要地位和作用,代表一个国家的技术能力和水平。在系统研究了航空制造技术的现状和发展趋势之后,蒋建军将研究重点集中在先进复合材料的应用和制造工艺上。“一代材料、一代飞机,材料的变革推动了飞机制造技术的变革,在轻质高强材料蓬勃发展的今天,高性能复合材料的应用必须得到重视,尤其是结构性复合材料的深度应用,势必会推动航空飞行器的结构轻量化。”蒋建军说得轻松,但从冷工艺转向热工艺,从金属成形转向高分子成形,从金属塑性转向树脂流变固化,其中需要攻克的技术难关和付出的艰辛恐怕只有他自己体会最深刻。
  从立志攻克结构性复合材料制造机理以来,蒋建军系统地学习了高分子流变控制理论、热变形分析与控制理论、微结构流控及控制理论、界面分析与改性理论等,系统提出了考虑压剪综合作用下的纤维结构形变控制模型、双尺度竞流关系下的树脂流动分析模型、非匀质结构热变形控制模型、多场耦合作用下的流变控制模型等,从西工大基础研究基金、陕西省科技攻关计划、航空基金、航天基金到国家自然科学基金,蒋建军一步一个脚印,不断地攀岩着结构型复材液态成型技术的科学研究高峰。
  “2013年11月至2014年11月,在国家留学基金委的全额资助下,我到美国的俄亥俄州立大学访学,俄亥俄州是美国的航空基地,拥有美国国家的航空博物馆和美国国家复合材料研究中心,系统地分析了美国复合材料在军民机上的应用情况后发现,国外的结构型复合材料可以做到军机重量比超过60%,民机也可以达到50%了。而到目前为止,我国航空飞机的复合用料用量很难突破10%,目前在研的新型飞机如C919仍在向20%的重量比努力,这仍是个不小的差距,需要航空人付出更大的努力。更何况汽车、船舶、风力发电、建筑等民用领域对结构型复合材料的需求也在不断地提升。”蒋建军说道。他的爱国情怀和责任担当在简单的谈话中一览无余,对专业的热爱和执着的追求也尽在言表。
  结构性复材的应用是推进航空复材深度应用的根本。但由于结构复材的纤维结构集成度高、构型复杂、体积含量大、厚度大,同时较高的模腔压力和树脂冲刷效应会加剧纤维中架构宏微观变形,使得树脂在纤维架构中的渗流行为复杂,缺陷控制困难,制成品不合格率居高不下(超过30%),成为了制约复材构件深度应用的瓶颈。“先进树脂基的复合材料成型的一些具体特点跟传统的金属不一样,每一道环节都有非常严格的要求,在这个过程中对工艺、性能方面的控制及树脂和纤维结合的机理等都有很多问题需要攻关。”蒋建军说道。
  “执着、坚韧、热情和自信”是谈话中蒋建军传递给记者的最直观感觉,科研的艰辛和连日的加班在他看来是那样的轻松和惬意,“也许这就是信念的力量吧,兴趣使然、无怨无悔”。说这话的时候,青年学者的学术成就感自然流露出来。选择研究结构性复合材料制造机理以来,从零基础到20余篇高水平学术论文,8篇高影响因子的SCI文章,8项发明专利,10项实用新型专利,7项基础研究项目,见证了他的付出和努力。
  作为一名科研工作者,为地方经济做出贡献也是义不容辞的责任。蒋建军在钻研自身业务的同时,承担了陕西省“十五”“十一五”和“十二五”制造业信息化科技示范工作,作为陕西省制造业信息化办公室副主任以及制造业信息化专家组秘书,为陕西省成为全国制造业信息化科技示范的先进省做出了突出的贡献。
  梅花香自苦寒来。多年来辛勤的付出终换来回报:2008年和2009年两度获陕西省国防科技进步奖一等奖、2010年陕西省科技进步奖一等奖,2012年被评为陕西省青年科技新星,2012年获得航空科学基金优秀项目奖……这些奖项和荣誉不仅是对蒋建军工作的肯定,也是鞭策他不断进步的阶梯。
  
以人为本,为学生筑梦
  
  “作为高校的教师来讲,我觉得研究和教学应该是两不误的。研究方面要不断深入、不断瞄准国家重大战略需求,为国家分担,同时还要联合我们服务的行业和企业进行重大技术攻关。”蒋建军说道,“另一方面更重要的是人才培养,这是我们高校教师的重要职责,甚至是高于科学研究的。”
  2012年起,蒋建军担任了西工大飞行器制造工程专业的负责人。“认识到先进复合材料对飞机制造工艺的变革作用后,我组织了飞制专业的教师对培养方案进行了修订,重点补充了先进复合材料制造技术方面的内容,并亲自负责先进复合材料制造课程体系的建设工作。”蒋建军谈到。从选教材到编讲义,从制定培养大纲到课程教案,从课内教学到课外实践,从授课模式到授课效果,他系统研究,事必躬亲,一点一点突破,一点一点建设。在他的努力下,先进复合材料制造技术已经成为了专业课之一,初步拥有了自己的实验教学环境、自主教材、实践教学基地。“不能让飞制专业的学生不了解飞机制造的重要工艺——复合材料制造”,作为一名高校教师,他的责任心和担当可见一斑。
  作为航空宇航制造工程学科的研究生导师,系统培养学生的创新能力和综合素质是他终极目标。“培养研究生,最重要的一点是提升他们的整体素质,包括创新能力、科研能力、协作能力、表达能力、为人处世等,塑造人格方面的品质也是导师不可推卸的责任,这样才能为我们国家培养出真正的人才。”蒋建军说道。在他看来,给学生创造一个宽松的研究环境非常重要,同时还要树立一个非常好的研究目标,在这个过程中再用严谨的研究手段去践行,研究过程不断提示和修正,并以学生为主,才能发挥学生的主观能动性和创造性。
  “宽松的环境是因为,作为学生来讲他们的创造力是无限的,但如果束缚他们的思想的话,创造力肯定会打折扣。老师在这个过程中一定要加强引导,比如对大方向的引导,再跟他们讨论,而不是提出让他们执行,我们很多研究成果就是这样出来的。”谈到学生的话题时,蒋建军的语气中流露出一丝自豪。“很多具体的研究思路和方法、实验方案都是我们的学生自己研究出来的,我还是觉得很欣慰的。”他说道。
  在他的引导下,5年来,他的研究生共发表科技论文30余篇,其中SCI文章10余篇,EI文章20余篇,获得了学校研究生的教改项目4项,获得了国家发明专利8项,实用新型8项,取得软件著作权3项。“我们团队是一个活跃的团队,学术思想活跃、研究氛围活跃、生活气氛活跃,只要肯努力,成果一定是显著的”,他的学生如是评价。
  桃李不言,下自成蹊。在航空航天领域,他是服务者,更是缔造梦想的人。
  
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