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【启梦成电】刘宇:让国产飞机拥有可靠的“心”
——记校“学术新人奖”获得者、机电学院刘宇副教授
文:杨丽可 学生记者团 黎家宏 图:杨丽可 学生记者团 黎家宏 来源:党委宣传部 时间:2014-05-21 7312

  马航MH370失踪引起全世界的关注,人们在哀悼逝去的生命,也在思考如何在无垠的蓝天保护乘客的安全。作为可靠性研究领域的青年学者,机电学院刘宇副教授瞄准了航空发动机可靠性研究。他说,航空发动机是飞机的心脏,可靠性至关重要,是国产航空发动机研制中的关键技术。更好地解决这一问题,就为飞机增加了安全阀,为乘客添上保护衣。

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新星闪耀天空

  方脸,朴素的穿着,镜片后炯炯有神的双目,亲和诚恳,这就是刘宇。这位年轻的博导,和大学生一样,青春朝气。

  提起“航空发动机”,刘宇马上谈到了其中的基础性科学问题——“复杂系统的可靠性”。他把听起来深奥难懂的研究娓娓道来,对专业的情感溢于言表。他说,机器就像人的身体,健康地运行需要有效的管理机制,有时也免不了“生病”,可靠性研究其本质就是与机器的“疾病”作斗争。要保证机器在使用过程中的健康,需要从机器的设计、制造、使用、维护等全寿命周期各个环节开展可靠性工作,降低和预防故障的发生。

  航空发动机的问题引发了许多令人哀伤的空难,比如2008年俄航波音-737客机坠毁、2012年尼日利亚DANA航空公司商用客机坠毁等。刘宇以一个科研工作者的责任感和敏锐意识,把目光投向了广阔的蓝天,希望以自己的所学为国产飞机保驾护航。

  航空发动机是典型的复杂系统,具有结构复杂、部件工作环境恶劣、影响故障和失效的因素众多等特点,如何评估其可靠性和发现可靠性薄弱环节?如何预测其服役阶段的剩余寿命?如何制订科学的维护计划?刘宇的研究旨在为这些工作提供理论基础和解决方法。

  刘宇在自己深爱的可靠性领域深耕细作。他在电子科大机电学院完成了从本科到博士的学业,又到美国西北大学、加拿大阿尔伯塔大学继续自己的追梦之旅。博士毕业时获得了首届“上银优秀机械博士论文奖”。

  “国内在可靠性领域的研究起步较晚,技术水平落后于发达国家。比如,国产机床因为可靠性低于国外同类产品,竞争中处于劣势,严重影响了市场占有率。国家近年来相继启动的国家重大专项都对可靠性提出了严格的要求。在即将启动的航空发动机重大专项中,对航空发动机可靠性问题非常重视。”刘宇认为未来可靠性研究将大有可为。

  刘宇所在的可靠性工程研究所是由黄洪钟教授2005年一手创办起来的,经过大家近十年的艰苦奋斗,研究所在可靠性领域取得了丰硕的成果,获得了“William A.J.Golomski Award”可靠性国际学术奖,发起和主办了可靠性领域国内最具影响力、规模最大和级别最高的QR2MSE学术系列盛会,在可靠性领域的国际影响力居亚太地区之首。

  研究所为刘宇在可靠性领域的发展创造了平台。他2006年加入研究所,在这里获得了一系列具有影响力的学术成果,多篇论文发表在可靠性领域国际顶级期刊《IEEE Transactions Reliability》中,数篇论文被列为期刊下载量最多的论文,得到可靠性领域国际著名学者的称赞和跟踪。

  目前,刘宇已发表SCI论文27篇,他引270余次,发表英文学术专著2章,在可靠性领域国际学术大会做特邀主题报告2次,获教育部自然科学二等奖和国防科学技术进步奖各1项。

刘宇认为成果属于过去,在成电这片沃土上,自己还要加倍努力,展翅翱翔。

擎灯虔诚前行

  刘宇小时候就对动手制作十分感兴趣。他从高中阶段骑车背书包上学的经历中获得灵感,设计了自行车后衣架折叠式书包夹紧器,能方便、牢固地将书包固定在自行车后衣架上并且不会使书本褶皱,为此他在大学期间获得了1项实用新型专利。

  2000年,刘宇考上了心目中的理想大学——电子科大,最初他对机电专业兴趣不大。怀着“一颗年轻不安分的心”,刘宇多次想换专业。但是经过几年的学习,他深深喜欢上了机电,决定在机电领域继续深造。

  为了扩大自己的知识面,他还选了第二专业——生物医学工程并且取得了双学士学位。学科的交叉往往能够碰撞出美妙的火花,点燃科研之路上的灯火。

  如果把刘宇的科研热情比作一盏灯,那么点亮灯芯的人,是他的博士生导师——电子科大可靠性工程研究所所长黄洪钟教授。刚读博时,刘宇对可靠性领域还非常陌生。黄洪钟仔细分析了国外可靠性学科发展趋势,为刘宇选择了复杂系统可靠性建模和维修决策这一前沿方向。多年后刘宇非常感谢恩师将自己带入这个具有前景的研究方向。

  “刚开始还不知道如何做研究的时候,黄老师时常指导和鼓励我要带着批判性思维去思考问题。”刘宇回忆说,“每当我在研究中遇到困惑或进入死胡同时,黄老师都耐心地为我指点迷津,在关键问题上提出巧妙的解决思路。”迷茫和困惑没有持续多久,随着第一篇SCI期刊论文的发表,刘宇的科研逐渐走上了正轨。“批判性思维十分重要,是开展科研和学术研究的基础。”刘宇对此深有体会。

  在黄洪钟的帮助下,2008年刘宇踏上了去大洋彼岸求学的征程,作为联合培养博士,在美国西北大学开展为期两年的学习和研究。他的联合指导老师Wei Chen教授是美国机械工程学会(ASME)Fellow,在科研和学术上非常严谨。刘宇在美国撰写的第一篇论文是会议论文,尽管如此,导师也反复修改了十余遍,逐字逐句推敲。“我感觉快崩溃了。”在美国两年的科研训练,使刘宇的科研能力得到进一步提高,也培养了他精益求精的做事风格。

  西北大学浓厚的学科交叉和交流氛围,让刘宇至今记忆犹新。“不同学科方向甚至不同系的教授们经常会进行交流,一讨论就是几个小时,产生非常新颖的idea。”这些全新idea都是跨学科碰撞出的思维火花,如同刀子与火石摩擦。这是世界著名学府在科学研究中遥遥领先的重要法宝。

师生共雕璞玉

  “长大后我就成了你,才知道那个讲台,举起的是别人,奉献的是自己。”这首歌唱出了刘宇的心声。在电子科大很多老师的培养和教导下,刘宇也加入他们其中,成为一名青年教师,在传道授业中感受乐趣和成就。尽管平时科研工作繁忙,但刘宇把培养学生作为非常重要的任务。

  他认为能进入电子科大的学生都非常优秀、充满潜力,这一块块璞玉需要学生和老师们共同努力去雕琢。在三尺讲台上,刘宇除了教授学生课程知识,还教导大二、大三学生在大学阶段要注重自己综合能力的培养,鼓励学生积极参加学校各类创新项目和竞赛,提早做好长短期规划,鼓励他们继续深造。

  如同鲁迅刻在课桌上的“早”字一样,导师在做人、做学问上对刘宇的谆谆教诲深深地刻在他的脑海里。当他成为研究生导师后,也同样用诚信做人、专心做事来要求每一位学生。刘宇每周会与每个研究生有半个小时的meeting,了解学生的科研进展和学习情况,并且通过讨论,产生一些新的idea。

  对于学生的论文,刘宇如同自己的导师一样,五遍、十遍地修改,从论文最初的选题、框架和结构组织,到论文准确的措词,他都悉心地指导着学生。研二学生陈初杰说:“刘老师是一个严师,对学术论文的要求特别高,无论是遣词造句还是标点符号,一点点细节都不肯放过。我想成为像他一样的人。”

  课余生活中刘宇建议同学们多参加体育锻炼。他说,运动和工作是相互促进的,多运动能够提升效率,也是减压的一种有效手段。刘宇与学生们无话不谈,非常随和。大四学生施弋说:“刘宇老师跟很多同学的关系都很好,他尊重学生自己的想法,和他讨论就像是和同龄人平等地交流。他推荐我们阅读书籍、给我们讲他的经历,这些对我们有很大的帮助。”

  对于刘宇来说,学生取得的优异成绩,是对自己辛勤付出的最好回报。在刘宇已指导毕业的2名研究生中,1人获得校级优秀硕士学位论文奖,1人在二区SCI期刊发表论文1篇;一年前进入刘宇科研小组的两名大三学生施弋和林鹏,如今均已发表EI国际学术论文1篇,并且分别被美国西北大学录取攻读硕士学位和香港大学全奖录取攻读博士学位。

编辑:旷野  / 审核:旷野  / 发布:旷野