知名人物 孙敬良人物简介

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知名人物 孙敬良人物简介

·孙敬良



孙敬良,中国工程院院士,运载火箭和液体火箭发动机技术专家,中国航天技术的创业者之一。50年代末起致力于火箭发动机研究,主持了多种发动机的研制,提出的改进型喷注器方案在抑制大型发动机燃烧不稳定性方面获重大成就。70年代后期起从事运载火箭研制,主持研制的风暴一号火箭成功发射了“一箭三星”;参与主持长征三号火箭研制,独创性地提出纵向耦合振动冷流试验方案,确保成功发射通信卫星;主持长征四号、长征二号丁火箭研制,创首发和连续发射成功的业绩。曾作为主要完成人荣获三项国家科技进步特等奖,并获得了何梁何利基金科技进步奖。为中国航天事业作出了重大贡献。



孙敬良,1930年7月14日出生于山东省掖县(今莱州市)。童年是在胶东一个临海的村子里度过的。那时,父亲独自在东北闯荡,做小生意,子女四人与母亲相依为命,过着清贫的生活。他念书很早,五岁半由私塾老师启蒙,八岁进了八路军村办学堂,从小受到抗日救国思想的熏陶。1940年,母亲带着他们到哈尔滨与父亲团聚。当时,东北尚在日伪统治下,普通百姓的生活贫苦异常,饱尝被侵略、受奴役的痛苦。性格倔强、要强的他立志努力学习,报效国家,做一个有益于社会的人。这一信念,决定了他奋斗的一生。

1947年8月,孙敬良考上哈尔滨工业大学预科。二年后考入采矿系。1950年3月,因工作需要,从本科一年级调往空军锦州第三航校,任俄语翻译组长。1951年8月,他被国家选送到前苏联莫斯科茹可夫斯基军事航空工程学院,学习飞机与航空发动机专业。他学习刻苦勤奋。1957年光荣地加入了中国共产党。1958年以全优的成绩学成归国,被分到国防部第五研究院一分院液体火箭发动机设计部工作,先后任理论计算组组长、系统研究室副主任。1965年5月调至上海机电二局火箭发动机研究所,任技术副所长、总工程师。1978年调至上海航天局,先后任局副总工程师、风暴一号运载火箭技术负责人、长征三号运载火箭副总设计师、长征四号运载火箭总设计师、风云一号卫星工程副总设计师、局科技委主任、长征二号丁运载火箭总设计师、局技术顾问、微波成像遥感卫星工程总设计师。

1988年和1992年,孙敬良先后被国防科技大学和北京航空航天大学聘为兼职教授;1996年被上海交通大学聘为兼职教授和博士生导师;1987年和1992年,先后当选国际宇航科学院(IAA)通讯院士、院士;1995年当选为中国工程院院士。

孙敬良为火箭发动机和运载火箭的研制成功付出了艰辛劳动,取得了重大成就,多次立功受奖。1978年,他主持研制的发动机技术成果获三项全国科学大会奖;1985年,作为项目主要完成人之一,获“长征三号运载火箭”及“液体地地战略武器及运载火箭”二项国家科技进步特等奖;1991年,以项目第一完成人获“长征四号A型运载火箭”国家科技进步特等奖;1996年,以项目第一完成人获“长征二号丁运载火箭”国家科技进步二等奖。1984年获国家级“中青年有突出贡献专家”称号;1989年被评为“全国先进工作者”;1990年起享受政府特殊津贴;1993年被评为“国防科技工业质量工作突出贡献个人”;1997年被评为“全国优秀科技工作者”;1998年获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。他还在国、内外发表十多篇学术论文,撰写和审查了大量型号研制技术文件,培养了十多名博士、硕士研究生和一大批优秀航天科技接班人。

目前,作为上海航天局技术顾问和微波成像遥感卫星工程总设计师,孙敬良仍在关注并参与运载火箭和卫星的研制,在中国航天技术领域继续发挥重要作用。

中国液体火箭发动机技术的创业者



中国航天事业起步于仿制前苏联液体近程弹道导弹。发动机技术是导弹研制中的关键技术之一。当时,他致力于液体火箭发动机的分析计算,特别是传热计算和燃烧稳定性研究。在总结国外火箭发动机对流换热试验和分析的基础上,经分析、对比选定出较准确的传热计算方法,至今仍被应用。在燃烧稳定性研究中,他主持在5D60发动机上测定燃烧室内燃气振荡幅值、相位和频率,确定振型及其与输送系统的耦合关系;在5D61A发动机上鉴别出直流式喷注器不稳定燃烧现象及振型;参与研究各种隔板构型对抑制横向不稳定燃烧的效果,从而为解决大型液体火箭发动机燃烧不稳定问题提供了依据。

孙敬良先后主持研制多种发动机均获得成功。主持研制了我国第一个挤压式中推力系留试验发动机,为洲际导弹地下井设计和井下环境中弹体设计提供了重要试验依据;主持了某地空导弹及其改型的发动机研制,提出离心式喷嘴小直径头部方案,使比冲和推力质量比均超过前苏联原型机的水平;主持了风暴一号火箭二级游动发动机的研制,利用某地空导弹改型发动机的研制成果,最先制定出泵压式系统方案取代挤压式系统,实现了火箭的弹道滑行方案,提高了运载能力,该成果已成功应用于中国大型二级运载火箭;主持了风暴一号火箭一、二级大发动机的研制,除解决燃烧不稳定问题外,还在国内最先采用高频钎焊和全位置自动焊等新技术,提高了结构的抗振性能。

在风暴一号火箭一、二级大发动机研制初期,发动机试车屡遭失败,研制人员面临巨大的考验。经分析查明,是纵向不稳定燃烧激发的发动机大振动造成结构破坏所致。他带领技术人员进行攻关。他们查阅了大量的国内外资料后得出一个结论:解决发动机燃烧不稳定没有“灵丹妙药”,只有通过自己的摸索和试验。根据多年从事燃烧稳定性研究的经验,他揭示并分析了试车中每当喷注器某区域发生推进剂泄漏时振动就大幅度下降这一现象,提出将直流喷注器排列状态加以改变的新喷注器方案。反复试验证明,该方案使燃烧稳定性大为改善,使振动值降低了一个数量级以上,从而提高了发动机的固有可靠性,攻克了困扰该类发动机研制近5年的重大技术关键,使飞行试验的成功率达到100%。该成果已推广应用于中国同类大型液体火箭发动机。

发射“一箭三星”、通信卫星的功臣



1978年3月,孙敬良调任上海航天局副总工程师,负责运载火箭研制。

当时,用一发风暴一号运载火箭发射一组实践二号等3颗科学实验卫星的任务列入国家计划。作为技术负责人,他主持风暴一号改进型火箭的研制。组织解决了多颗卫星引起的结构动力学及分离时碰撞和污染问题,确定了电子设备整机老炼方案,组织并参与了气浮陀螺稳定平台低气压时放气阀门不稳定引起的平台加速度表漏脉冲问题的技术攻关,彻底消除了平台的隐患,大幅度提高了火箭的可靠性,确保了1981年“一箭三星”发射成功,使中国成为世界上第三个能够发射一箭多星的国家。

发射地球同步定点通信卫星,是航天技术的一个飞跃。1977年10月,中国开始研制用于发射地球同步轨道卫星的运载工具——长征三号运载火箭,上海航天基地负责研制火箭的一、二子级。孙敬良任副总设计师,重点致力于攻克火箭三大关键技术之一——纵向耦合振动(POGO)。该技术的关键是找准火箭一级和二级推进剂输送系统的固有频率,而这些数据必须通过试验得到。为此,他提出并组织实施了独创性的全动力系统冷流试验方案。该方案有效而经济地测定了输送系统的固有频率,获得了系统中加蓄压器后变频降幅效果,为设计抑制装置提供了科学依据。在此基础上,他又参与主持了多种蓄压器的研制和试验,并优选皮囊式蓄压器用于火箭。1984年火箭成功发射中国首颗地球同步卫星。长征三号纵向耦合振动问题的解决,标志着中国在大型火箭结构及液路系统的动态特性研究方面取得了重要突破,为中国运载火箭的研制提供了新的经验。

长征四号运载火箭的总设计师



1978年8月,中国决定研制三级常温推进剂火箭作为发射通信卫星的另一种运载工具。1979年2月,上海航天基地提出的一箭多功能方案被审定通过。后来,又确定用该火箭发射风云一号气象卫星的任务,并命名为长征四号。孙敬良任火箭总设计师。

常温推进剂火箭不足之处在于三级发动机比冲低。为使火箭运载能力足以胜任发射与通信卫星相当的有效载荷的需要,他提出了总体方案优化设计原则。主要包括采用大推力一级发动机,加长一级推进剂贮箱,选择结构紧凑、质量较轻、具有双向摇摆和二次启动功能的两台发动机组成三子级动力装置,采用共底结构贮箱以及小型化电子设备等,从而使运载能力超过国外同类火箭,并接近国内使用液氢、液氧高能推进剂三子级的长征三号火箭的水平。

在火箭研制中,他还决策并主持实施了多项先进技术,如数字式姿态控制系统,三子级全程氦气定压力值增压输送系统、双向摇摆伺服机构和发动机、表面张力贮箱等。另外,他组织并参与了几乎所有重大的技术攻关。如攻克高强度铝合金薄壁单层共底贮箱焊接技术关键。经理论分析,他确定了采用纵向多隔板的贮箱方案,解决了三级火箭刚体与贮箱推进剂晃动动力学耦合姿态不稳定的问题。

“十年磨一剑,甘苦寸心知”。1988年9月,长征四号火箭首次发射风云一号气象卫星即获圆满成功;1990年9月再次发射又获成功,使中国成为能发射太阳同步轨道卫星的少数国家之一。

1989年,中国决定在长征四号的基础上研制改进型即长征四号乙运载火箭,用于承担资源一号、资源二号及风云一号(02批)等多种卫星的发射任务。孙敬良任总设计师。新任务对火箭的运载能力、入轨精度、适应性和星箭接口等方面都提出了更高要求。他以全面满足和适应卫星要求为指导思想,决策确定了火箭的主要技术状态,包括采用电子程序指令配电系统、动力调谐陀螺稳定平台、小型化箭上计算机和遥测外测系统电子设备、轻型电缆网、新型的卫星整流罩及推进剂利用系统等。为提高火箭适应性,他在国内首次主持开展了卫星转运过程中环境温度和湿度同时可控的星罩整体垂直运输研制工作。为了有效地利用剩余的运载能力,他提出在发射风云一号(02批)卫星时,火箭上采用有搭载舱的双星发射装置,从而为今后完成一箭多星发射任务创造了更好的条件。在火箭研制过程中,他始终把可靠性和安全性放在首位,亲自组织开展可靠性增长试验研究;在国内最先组织研制成末子级剩余推进剂排放系统,从而可消除火箭在星箭分离后解体形成空间垃圾的危险。上述工作为火箭顺利转入试样研制和成功发射打下了基础。

1995年9月,他不再担任长征四号乙火箭总设计师。但作为技术顾问,仍关注着火箭的研制工作,在重大节点严格把关。1999年5月以来,长征四号乙火箭连续3次成功发射气象、资源卫星和国内外搭载卫星,入轨精度均达到国际先进水平,从而证明了其设计思想和技术决策的正确性。

长征二号丁运载火箭的总设计师



随着中国卫星技术的发展,发射新型返回式科学试验卫星的任务被纳入国家计划。1990年,上海航天基地受命研制长征二号丁运载火箭,孙敬良任总设计师。研制任务要求火箭的运载能力大、入轨精度高、可靠性好、经济性优。在继承长征四号火箭成熟技术的基础上,他进一步将优化设计的原则体现为性能、可靠性与经济性的有机结合,提出“不单追求个别技术先进,更须确保总体方案优化”的设计思想。在火箭研制中,通过采用大推力一级发动机和加长的一子级贮箱等方案,使火箭成为当时国内运载能力最大的二级火箭;此外,通过适当选取速率陀螺安装位置和优化控制系统设计参数等措施而免加稳定尾翼,减轻了结构质量;为提高制导精度,对导引系统和关机方程系数进行了优化;为改善火箭的可靠性,针对薄弱环节,采取了相应的改进措施。

最值得一提的是,他以勇于赶超世界水平的进取精神决策火箭控制系统采用新一代动力调谐陀螺稳定平台(简称小平台)。与常用的气浮陀螺稳定平台相比,小平台的精度和可靠性更高,且结构紧凑、体积小、质量轻,有利于提高火箭的运载能力。但研制小平台的技术难度大,又缺乏飞行试验的考验,用于火箭将冒很大的技术风险。在总结小平台工程样机研制成果的基础上,他凭着科学分析和丰富经验坚定地对课题组成员说:“上! 成功了,我们共享欢乐;失败了,我引咎辞职。”这一决策得到卫星工程总设计师任新民院士的认可和支持。在小平台的研制中,他始终坚持严格要求,直到各种条件下的环境模拟试验全部通过,才允许装箭上天,从而实现了火箭技术的又一次突破。

1992年、1994年和1996年该火箭发射中国新型返回式科学试验卫星再创首发和连续成功的业绩。

为中国卫星工程研制作出贡献



孙敬良担任风云一号气象卫星工程副总设计师后,十分关注卫星的可靠性和寿命,特别是转动部件和机构等薄弱环节的可靠性和长寿命问题;他强调,电子产品必须经过充分的地面可靠性增长试验,工作进入稳定状态,获得足够的试验证据后,才能出厂。风云一号02批首颗业务应用极轨气象卫星自1999年5月发射成功后,工作稳定,性能优良,创造了中国卫星在轨连续稳定工作的新纪录。

作为院技术顾问,他非常重视中国微波成像遥感卫星的发展。由于微波成像和光学成像的机理不同,他首先从自身做起,同时要求设计人员必须从概念上吃透微波成像原理,仔细分析图像质量与卫星各分系统以及地面接收系统之间的联系,在此基础上提出准确合理的技术指标。他参与了构架式天线支撑结构的技术攻关,从方案选择、力学试验直至样机研制成功。他和设计人员反复研讨,分析仿真结果,审查关键控制部件方案,形成了一个既可行又可靠的高精度、高稳定度的姿控方案。他还参与了可偏置多次展开的单翼太阳电池阵的技术攻关,攻克了构型、有源伸展、连接刚度、展开动力学分析及地面零重力展开试验等难关,研制出了工程样机。

任微波遥感成像卫星工程总设计师后,他更专心致志于卫星工程大系统。为了适应发射微波遥感成像卫星和风云三号卫星等的需要,他决策长征四号乙火箭三级发动机采用二次启动方案,并把卫星整流罩直径加大到3.8米。

他十分重视卫星新型号的技术可行性论证,对每个方案反复推敲,亲自动手计算关键技术数据,查找国内外资料进行分析对比。虽然已70岁高龄,为了弄清一个基本概念,他亲自推导复杂的数学公式。这种严谨的科学作风,不断进取的奋斗精神,和对产品质量一丝不苟的作风已成为科研人员的楷模,不断激励着与他共事的技术人员敢于创新和勇于挑战。

“严”字当头 狠抓质量



“严”字当头,狠抓质量,是孙敬良主持型号研制活动中始终坚持的原则。虽然他平时幽默风趣、和蔼可亲,但对质量问题从来是“六亲不认”、“心狠手辣”。在许多场合他不止一次地说过:发生质量差错,自己能“坦白交待”并吸取教训的,不但既往不咎,还要说服厂(所)长不扣奖金;如隐瞒不报,则“严惩不贷”。

在研制工作中,他始终坚持严格执行上级的各项规定,严格按研制程序办事,严格技术要求,严格地面试验,严格落实行政、技术两条线的岗位责任制,严格全过程的质量控制。“六严”经验已被前国防科工委在国防工业系统中推广。

孙敬良坚持“六严”作风,主要体现在坚持抓好产品研制中设计、生产和试验三大环节的质量管理和控制上。

第一强调设计可靠。他指出,迄今飞行试验失败中90%以上是由设计质量问题造成的,设计的固有可靠性决定产品的固有质量。在火箭研制中,必须始终把可靠性置于首位。他以科学的态度,充分继承运用已有型号的成熟技术,同时又瞄准国际先进水平,大胆创新。而在总体、分系统、单机设计方案采用新技术时,他坚持进行深入论证,严格审查,谨慎决策。他重视设计评审和工艺评审,提出的问题击中要害。他亲自担任火箭可靠性保障组组长,抓可靠性设计、计算、试验和评估;要求对设计计算进行双人双程序校验以确保参数正确无误;要求各级设计师跟踪主管的产品,对设计状态的演变、接口关系要了如指掌,对生产、试验情况及性能稳定性要心中有数;他及时将计算机软件的设计、测试和评估纳入质量控制程序。每一项新技术的采用,都经历了艰苦细致的技术攻关,他提出:“不上则已,上就要可靠、成功”。

第二强调生产严格。他坚持设计师系统参与产品全过程质量控制,要求生产过程严格按设计和工艺文件的规定进行,而产品质量必须完全达到技术要求;通过严格的质量评审和反复的质量复查,才允许产品出厂;一旦发现问题就抓住不放,一查到底,直到彻底解决,不留隐患。长征四号第二发火箭出厂前进行阀门气密性检查时,发现有6个数据较差。经分解,确认有多余物。为确保万无一失,他决定举一反三,将全箭所有品种、规格的阀门及备份全部清洗,重新装配调试、交付测试,同时清洗所有导管,对阀门试验设备也采取有效的净化措施。采取严格的过程控制措施,从生产环节保证了飞行试验成功。

第三强调试验充分。他始终坚持产品必须通过充分的地面试验,在各种环境条件下严格考核,把问题暴露和解决在上天之前。长征四号火箭的卫星整流罩分离试验进行到第6次时,其分离速度已满足要求,但为了优化分离参数组合、获得更高的可靠性统计数据,试验一直进行了十多次;三级发动机从开始研制到上天飞行,经历十多年的技术攻关,共进行近百次试车,累计时间达两万多秒,直到满足可靠性指标要求为止。长征二号丁火箭的小平台也是在历经了整整4年的高温、低温、真空、振动、冲击等一系列严格的地面模拟试验后,在第二发才装箭的;它一上天,就表现优良。

由于他紧紧抓住上面三大环节的质量管理和控制,创造了火箭装箭产品在发射场开箱合格率达100%、没有更换一台箭上设备、所有检查一次通过的纪录,更创造了飞行试验发发成功的纪录。

由于他的言传身教,带出了一支具有严谨务实、拼搏敬业作风的研制队伍。他说:“技术领导把队伍作风带好比他自己提出一个重大技术方案更重要”。

“设计可靠,生产严格,试验充分,”孙敬良总结概括的这12个字,是他在主持火箭及卫星研制中“严”字当头,狠抓质量的精髓,更是他遵循的规律、成功的秘诀。

简历



1930年7月14日 生于山东省掖县(今莱州市)。

1947~1950年 在哈尔滨工业大学学习。

1950~1951年 任空军锦州第三航校翻译组长。

1951~1958年 在前苏联莫斯科茹可夫斯基军事航空工程学院学习飞机与航空发动机专业。

1958~1965年 任国防部第五研究院一分院液体火箭发动机设计部组长、室副主任、工程师。

1965~1978年 任上海机电二局火箭发动机研究所技术副所长、总工程师。

1978~ 先后任上海航天局副总工程师、风暴一号运载火箭技术负责人、长征三号运载火箭副总设计师、长征四号运载火箭总设计师、风云一号卫星工程副总设计师、局科技委主任、长征二号丁运载火箭总设计师、局技术顾问、微波成像遥感卫星工程总设计师。

1995年 当选为中国工程院院士。

主要论著



1 孙敬良.液体火箭发动机的燃烧不稳定性.研究与学习,1963(1):1~7

2 孙敬良.纵向耦合振动冷流试验与热试车总结.三三一工程技术总结.北京:航天科技会议编辑部,1985:16~22

3 孙敬良.长征二号丁运载火箭.中国航天,1992(10):14~17

4 孙敬良.液氧-煤油火箭发动机的燃烧不稳定问题.推进技术,995(3):34~41

5 Eric A.Hurbert,Jing liang Sun,Bao jiong Zhang. Instability Phenomena in Earth Storable Bipropellant Rocket Engines.Liquid Rocket Engine Combustion Instability,chapter 5. Washington: AIAA. Inc.,1995:113~142

6 孙敬良.力学与工程——21世纪工程技术的发展对力学的挑战.力学与航天.上海:交通大学出版社,1999:1~39

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