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February

2011

让理想在蓝天飞翔——走近曹春晓院士和他的钛合金人生

发布时间:2011/2/16 10:20:561663次

据中国有色报道:

   

  

  曹春晓,中国科学院院士,1934年生,浙江上虞人,1956年上海交通大学毕业,我国航空工业钛合金研究和应用的创始人之一。

  

  他开创新型钛合金和钛-铝系金属间化合物,并先后应用到飞机上,大幅度减轻了发动机结构重量,提高了飞机及发动机的关键性能,为我国空军装备的现代化作出了重要贡献。

  

  1989年获国家级有突出贡献中青年专家称号,1993年被航空航天部评为优秀研究生导师,1996年获光华科技基金一等奖,1997年当选为中国科学院院士,2001年获“航空报国金奖”——航空最高奖。

  

  现任北京航空材料研究院钛合金专业负责人,研究员,博士生导师,学位评定委员会副主席、高级技术职称评委会副主任、先进高温结构材料国防科技重点实验室学术委员会主任。

  

  不久前,当歼20隐形飞机试飞成功,举国上下欢欣鼓舞弹冠相庆的时候;国庆阅兵大典上,当编队的银鹰以绝世的风姿掠过天安门广场上空,我们为祖国空军的不断强大而激动自豪的时候;出差、旅行,当我们沿着四通八达的空中航线,悠闲写意的遨游蓝天的时候,你是否知道,在这所有的飞机中,有一种至关重要的航空材料——钛合金,它的应用比例,代表着一个国家现代航空业的发展水平?你是否想到,有一位老人,为了钛合金的研发和中国航空事业的发展,贡献了自己的全部青春和毕生精力?

  为了迎接世界钛业大会在中国召开,新年伊始,记者来到了北京航空材料研究院,找到了这位可敬的老人——中国航空工业钛合金研究和应用的创始人之一、中国航空领域的最高奖项“航空报国金奖”获得者、中国科学院院士曹春晓。

  

  半世纪情缘钛合金

  “我的工龄几乎可以用‘钛龄’来度量。”在办公室里坐定,曹春晓院士用一句话概括了他自己的一生。

  

  是的,如果说谁的一生可以用一个词来描述,曹春晓无疑是其中的一个,这个词就是钛合金。

  

  1956年,曹春晓从上海交通大学金属压力加工专业本科毕业,由于突出的学习成绩,系主任决定挽留他在学校任教,然而,曹春晓放弃了当时很多人梦寐以求的留在上海的机遇,执意北上,来到了北京航空材料研究院前身——刚刚成立的第二机械工业部第六研究所。

  

  “为什么会这样选择呢?”面对记者的疑问,曹春晓陷入了儿时的回忆。

  

1934年8月6日,曹春晓出生于一个历代都辈出人才的地方——浙江绍兴!3岁时,因父亲工作调动举家迁到了上海,住在了法租界内。

  

上小学了,认识字了,然而上学的路上,每当他看到公园门口立的一块牌子时,愤怒充满了他幼小的心灵!那时候,正是帝国主义列强蹂躏中国的岁月,曹春晓经常能看到敌人的飞机从上空掠过!

  “无法想像啊,”几十年过去了,回忆起当时的情景,曹春晓仍然抑制不住自己的愤怒,“黄浦江上游弋的贼船,靠的是我们祖先发明的罗盘导航,强盗杀人的硝烟,却升腾在火药发明的故乡。

  

从那时候开始,我就想,我长大了,一定要去造飞机,造出比他们更好的飞机。”

  就这样,曹春晓带着自己的梦想来到了北京。于是,航空材料研究所成为了曹春晓梦想开始的地方。“那时,这里还是一片荒凉,进城里要乘坐一种烧煤的公交车。车很矮,人在里面只能坐着,不能站起来。”曹春晓院士指着窗外说,“当时,从美国刚刚回国的青年科学家颜鸣皋,深感钛合金材料的重要性,于是领着一批年轻人,成立中国第一个钛合金实验室,立志要尽快搞出中国人自己的钛合金。”

  作为颜鸣皋的学生和助手,曹春晓参与了实验室的筹建工作。

  

从此,曹春晓与钛合金结缘,开始了自己的钛合金人生。

  

这一开始,就是整整55年。

  

  “钛合金,这三个字今天我们说起来很容易,可是在当时,我们连听都没听说过,我本人也对钛合金一无所知。”曹春晓说,“很少有人知道,钛合金广泛应用的背后,隐藏着科研人员怎样艰辛奋斗的岁月。面对一种全新的材料,当时实验室的人都知道很难。但是,我们也知道,这项材料的研究对于新中国的军事、经济和社会发展,具有重要的战略意义。我们没有选择,只能迎难而上。”

  在选择造钛合金的那一霎那,曹春晓他们就已经把自己的意志打造得和钛合金一样的坚硬。

  

“当时我们研究钛合金几乎是一穷二白,可供参考的国外资料和图片几乎都没有,核心的技术只能自力更生!但是没有条件也要创造条件,在颜鸣皋老师的带领下,我们边学习相关理论,边逐渐在摸索中进行研究。在经历过连续几个月的失败后,我们终于熔炼出了一个3公斤重、银光闪闪的钛合金铸锭,中国从此有了自己的钛合金!”

  由于工作出色,很快,曹春晓就成为钛合金实验室的主要技术骨干。

  

1965年,刚刚30岁出头的曹春晓肩负重任,出任TC4钛合金课题负责人。

  

当时,TC4钛合金是世界上技术最为成熟的钛合金材料,有关领导希望中国的钛合金研发能够以此为突破口,迅速拓展到航空工业的实际应用。

  

在曹春晓课题组的努力下,TC4钛合金研发、应用中的重重难关被逐一打破,圆满完成任务。

  

  1965年的冬天, 由曹春晓率领的科研组终于研制成功TC4钛合金发动机叶片。

  

在四川成都航空发动机厂,他们刚刚把钛合金叶片装在航空发动机上准备试车,有人却提出了疑义。

  

曹春晓回忆说,“有一位厂领导对这种新型产品的可靠性十分担心,打算将它拆下来。因为一旦试车失败,破碎的钛合金叶片会把后面的一系列叶片及其他零部件打坏,近百万元的发动机将会毁于一旦。”

  但是胸有成竹的曹春晓并没有退却,他找到厂领导反复做工作,最后,领导被说服了。

  

试车开始,一分钟、一小时、一天过去了……,一百多个小时过去了,发动机运转正常,各项测试资料完全符合设计要求!看着眼前的情景,曹春晓是喜极而泣——它的成功将掀开中国航空发动机用钛史的第一页。

  

  此后,曹春晓等人又继续努力,将TC4钛合金叶片的应用扩展到五六种机型中,大大推动了我国空军装备现代化的步伐。

  

  披荆棘圆航空报国梦

  “一代材料,一代飞行器,这是航空工业发展的生动写照,也是航空材料带动相关领域发展的真实描述。在现代材料科学与技术的发展历程中,航空材料一直扮演着先导和基础作用。”说起钛合金和航空事业,曹春晓院士眉飞色舞,一点也看不出这是一个年过古稀的老人。

  

  “中国的钛合金材料研究起步较晚,上世纪50年代,美国已开始将其使用在波音飞机上,并实现了工业化生产。”曹春晓回忆说。

  

“此后,具有优异特性钛合金在各种航空制造材料中的使用比率不断上升,并逐步成为现代航空器不可或缺的材料。因此,尽快将钛合金应用到飞机制造业,也是我国航空发展史中必不可少的环节。”

  上个世纪七十年代末八十年代初,世界格局扔持续着“东—西争霸”的局面,冷战的阴霾持续笼罩着整个世界。

  

经历了十年动荡后的中国,急需增强自己的国力。

  

国家将研发高温钛合金TC11列入“六五”科技攻关项目。

  

“TC11钛合金是一种重要的航空和宇航材料,具有屈服强度高、疲劳强度大等特点,可在500℃以下的环境中长期使用。当时,中国正在制造的两种新型歼击机必须要用到它。但考虑到时间紧、研发难度较大,当时国家计委已经批准用500万美元进口这种钛件。”

  但曹春晓觉得:不能就这样轻易放弃。

  

外国人能干的事情,咱们中国人也能干!于是,他再一次发挥了“钛合金”坚韧的毅力,主动要求带队组成研发课题组,研究新一代钛合金材料。

  

  记不清在多少个寝食难安的日日夜夜之后,曹春晓创造性的提出了一种高低温交替的新型锻造工艺,显著改善了大锻件内部组织性能的均匀性和稳定性,使TC11钛合金材料和模盘锻件的组织性能,直接追平国外同类产品,其中的一些关键性能显著高于国外同类产品的水平。

  

  这一重大突破,为空军装备更新换代做出了重要贡献,还为国家节省了原已批准用于进口的500万美元外汇和用于新建一条钛锻件生产线的621万元投资,仅航空部内锻造厂的产值在1980-1984年就增加了3000万元,并推动了航空钛锻件向国外的出口。

  

1987年,曹春晓因在TC11钛合金项目研究中的巨大贡献,获得了国家科学技术进步一等奖。

  

目前,TCll已成为我国军用工业中用量最大的一种钛合金,而高低温交替热变形技术则已广泛应用于各种钛合金的生产。

  

  此后,曹春晓率领课题组,研究开发了Ti-55、Ti3Al(TD2)等一系列的钛合金,进一步提高了飞机发动机的推重比,也成功研制出了我国第一批Ti3Al合金航空发动机零件。

  

近年来,他与课题组同志一起,又研究成功一种综合性能更优的新一代Ti3Al合金(TD3),并在生产条件下研制出我国迄今为止最大的Ti3Al合金锻件(重70千克,外径770毫米),在2000年年底的验收中被国防科工委专家组评为A级。

  

  2001年,鉴于他半个世纪来对我国航空材料领域的突出贡献,曹春晓又被授予了我国航空领域的最高奖项——航空报国金奖。

  

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