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海归故事:吴树范 无限乐趣在航天

2012年05月25日13:56         手机看新闻

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  吴树范:欧洲航天局航天技术研究中心宇航系统高级工程师,荷兰华人学者与工程师协会副主席。1984年毕业于南京航空航天大学,并连续读研,1990年取得博士学位,留校任教。1995年获德国亚力山大·封·洪堡基金会奖学金,赴德国布伦瑞克技术大学任洪堡学者。1997年回南京航空航天大学任教,1998年4月任职正教授兼系主任。1999年起相继赴荷兰代尔夫特技术大学宇航学院和英国萨瑞航天中心任研究员。2002年4月赴欧洲航天局(ESA)航天技术研究中心任航天器控制系统高级工程师,主要从事自动货运飞船、深空科学探测飞船、全球导航卫星、对地观测卫星和气象预测卫星等航天项目与任务的技术研究和工程管理。

  在吴树范眼里,世间最美的景物莫过于天际,那里遥远而神秘,缥缈又璀璨。从航空到航天,从航天到深空探测,天外之天的奥妙和美丽,深深吸引着他在航空航天领域不停探索,不断前进。

  他对神秘天际的这种爱好,源于童年。乡间夏天的夜晚,繁星闪烁。老槐树下,牛郎织女的故事从祖母口中娓娓道出,让吴树范为之着迷。可他的着迷,不为牛郎和织女,而为牛郎星和织女星。那份着迷和好奇,成为他生命中的那颗闪亮的北斗星,为他未来一生的事业发展指明了方向。

  “航空航天事业,是我灵魂深处的渴求”

  对于吴树范来说,1980年是他人生的转折点。这一年,他以优异成绩考入南京航空航天大学。如今,事隔30多年再次回顾,那些曾经的辛苦和坎坷让他几度哽咽。可吴树范一再强调,“我是一个非常幸运的人。从宏观上讲,正赶上我国改革开放的新时代,使我从一个农村娃逐步成长为一名在高尖宇航技术领域的专家;从个人经历方面,我选择航空航天的路虽然几经周折,但每到关键时刻,冥冥之中总有一种力量能帮我‘转运’,借以实现自己心中的愿望。”

  吴树范是山东冠县人,家在农村,父母亲是小学教师。吴树范自小十分聪颖,在父亲的谆谆教诲下,刻苦学习,从小到大学习成绩一直名列前茅。初中毕业时,母亲要求他报考小中专,也就是当时的技术学校,以便早日就业,在经济上减轻家庭负担,也帮助弟弟妹妹顺利完成学业。

  而吴树范一心想读高中,希望在更大更广的知识海洋中翱翔。父亲了解他的心思,也支持他。在母亲的再三劝说下,吴树范几分不情愿地走进招考技校的考场。

  这时,一个机会来临了。1978年,山东省重点高中聊城一中“文革”后首次面向农村学生招收三个农村班。得知这个消息,吴树范当然不会放过,在父亲的鼓励下前去参考。结果,他以优异成绩同时考上技校和省重点高中。在技校与高中之间,家庭的实际困难使母亲的意见占了上风,省重点高中开学后,吴树范眼睁睁看着,却不能去报到。这时,一次“转运”的机会来临,为保证省重点高中的生源和质量,市教育局下文规定说,凡是被省重点高中录取的学生,技校不予考虑。这样,在聊城一中规定报到日期的最后一天,吴树范终于迈进了他渴望的高中课堂。

  高中两年,吴树范加倍珍惜这来之不易的学习机会,多少次的挑灯夜战,毕业后,他参加应届高考,取得了全县理工科状元的好成绩。这时,他面临又一次选择:母亲希望他报考军医大学,这样在经济上、在衣食住行上全免,还有津贴,可以早日缓解家庭困难,而且学成后对家人、亲戚朋友都非常实用;他自己却很希望报考工科,如上海交大或北京航空航天大学,因为理工科,特别是神秘的航空航天技术领域,深深地吸引着他。

  这回,吴树范再一次尊重母亲的意见,第一志愿报考了上海第二军医大学,第二志愿选报了南京航空航天大学。上海第二军医大学如母亲所愿考上了,可在参加军事院校的特别体检时,因为一只眼睛的视力差了0.1度,而未能录取。这样,又一次的“转运”,帮助吴树范选择了他喜欢的事业发展方向!

  2007年,自德国回来任职南京航空航天大学期间,吴树范同时获得两份国外的研究员位置,一个是来自新加坡南洋理工大学从事机器人控制领域的研究与教学位置,另一个是来自荷兰代尔夫特技术大学宇航学院从事航天飞机控制技术方面的研究位置。吴树范毫不犹豫地选择了后者,继续他对宇航技术的痴迷与追求,尽管前者在待遇和发展前景方面颇有优势。

  “知道我为什么痴迷航空航天事业吗?因为那是我灵魂深处的渴求。”吴树范的一句话,让他经历的那些坎坷的求学之路和尴尬、艰难的选择,顿时化作满天迷人的星光。

  “宇航技术,人外有人,天外有天”

  在南京航空航天大学的每一个日子,吴树范都加倍珍惜,加倍努力。10年寒窗,他一口气取得了硕士和博士学位。1995年,吴树范又以他的研究题目《总能量原理在飞机横侧向飞行控制系统中的推广应用》获得德国洪堡研究基金,应邀来到德国布伦瑞克技术大学飞行力学研究所,从事客座研究。吴树范从总能量原理出发,提出了将发动机推力作为主要能量来源,用飞机各操纵舵面实现能量的分配与转换,从而实现对飞机速度、高度和航向的综合控制与管理的新颖原理。

  为了改善飞机飞行控制系统的鲁棒性,他又申请了洪堡基金会中的欧洲研究奖学金,于1996年秋天来到了英国Strathclyde大学电子电气工程系,在工业控制中心作访问研究,师从国际自动控制理论界著名专家Michael J.Grimble教授。

  在英国3个月的访问期间,吴树范掌握了一个全新的理论——定量反馈理论,那是当时国际上十分关注的一种新颖鲁棒控制方法。他探讨了该方法在飞机横侧向飞行控制系统设计中的应用,并首次将此鲁棒设计方法与以解耦控制为特色的特征结构配置法相结合,成功地设计了既有性能鲁棒性,又具动态解耦特性的横侧向综合飞行控制系统,获得了出色的设计与仿真结果,其研究成果和报告得到英方和德方导师的高度评价。

  返回德国布伦瑞克技术大学后,吴树范将在英国所掌握的新颖的控制理论与设计方法应用到自己的研究课题,从飞机质点能量运动的原理出发,导出了大型民航飞机综合4维飞机轨迹/推力控制规律,并以某大型运输机为模型,进行了具体的分析与设计,获得了满意的仿真结果。

  1996年12月,吴树范向德方导师提交了一份沉甸甸的技术报告,详细阐述了自己的研究方法和成果,圆满结束了在德国的客座研究工作。1998年,吴树范应邀来到荷兰代尔夫特技术大学宇航学院从事航天飞机载入大气层阶段的飞行控制技术研究。从此,他的研究领域由航空转向航天,飞离大气层,转向外太空,乃至深空科学探测领域的宇航技术研究。“从航空转入航天,觉得航天更神秘,觉得人类很渺小,觉得人外有人,天外有天,技术之外有技术,科学之路很漫长。”

  说这番话时的吴树范,已经不是30多年前的高中毕业生了,而是欧洲航天局航天技术研究中心宇航系统的高级专家。

  “深空探测,未来的挑战与需求”

  2011年8月在北京举办的“第三届海外高层次人才建言献策座谈会”上,吴树范应邀专程前来与会,并就国家航天高技术领域的发展方向和策略撰写了论文,提出自己的建议和观点。

  吴树范介绍说,深空科学探测是脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间的科学探测。旨在研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。它主要包括两方面内容:一是对太阳系的各个行星进行深入探测;二是深空天文观测以及对空间物理现象和内在规律的研究与探测。进入21世纪,我国在应用卫星、载人航天、探月工程三大领域已经取得了突破性进展和骄人的成绩,受到世界各航天大国的瞩目与认可,成功跻身于世界航天大国之列,但在深空科学探测领域,我国在很多相关的技术方面目前还是一片空白,距离世界航天强国还有相当距离,落后于美国、俄罗斯、欧洲、日本等国和地区,尚与印度同处在起步阶段。

  吴树范指出,深空科学探测对航天科学与技术提出了很多更高的技术挑战和需求,是推动航天技术自主创新和技术突破的原动力,同时也便于开展和利用广泛的国际合作,来提高我们的起点,接触国际前沿的先进技术与工程管理经验,更快地融入国际上对深空科学的积极探索活动。

  吴树范说,对于中国来说,开展深空科学探测意义重大,能推动中国航天科技能力取得进一步突破,大力增强自主创新能力,培育相关高科技产业,进而促进中国航天技术步入世界航天强国之列。从这个意义上看,深空科学探测也是一个国家的战略性技术领域,这决定着一个国家在未来国际舞台上的地位和在很多国际问题上的话语权,同时还能不断催生许多涉及国计民生的新兴产业。

  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”这句源自屈原的名句,也是吴树范时常激励和告诫自己的座右铭。在那遥远、神秘的天际里,有他永不停止的探索和追求。(文/林帆)

  来源:留学生杂志
(责任编辑:高慧月(实习)、林露)

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