從中學(xué)教師到中國工程院院士，從河北一個(gè)小鎮(zhèn)到登上國際學(xué)術(shù)大舞臺(tái)，30載歲月，他扎根電子機(jī)械交叉科做大學(xué)問，成果應(yīng)用到了探月、神舟、深空探測(cè)等重大工程中，開辟了我國電子裝備機(jī)電耦合技術(shù)研究的新領(lǐng)域。如今他正帶領(lǐng)著一支年輕優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)投身國家天線、雷達(dá)、射電望遠(yuǎn)鏡、星載可展開天線等電子裝備的研究之中。
電子機(jī)械工程，一個(gè)主要研究電子裝備中機(jī)電耦合問題的交叉學(xué)科，對(duì)于大部分人來說，這是一個(gè)不太起眼、也不太知名的小學(xué)科；然而，正是這個(gè)小學(xué)科的研究成果，卻應(yīng)用到了我們熟知的探月、神舟系列飛船、國產(chǎn)主力戰(zhàn)艦，以及脫離地球引力場(chǎng)、進(jìn)入宇宙空間的深空探測(cè)等國家重大工程中。
段寶巖，這位高個(gè)頭、文質(zhì)彬彬，出生于1955年，看起來比實(shí)際年齡年輕許多的學(xué)者，過去的30年里，一直在著名天線結(jié)構(gòu)專家葉尚輝教授指導(dǎo)下，致力于電子機(jī)械工程這個(gè)交叉學(xué)科——電子裝備機(jī)電耦合技術(shù)的研究，最終開辟了我國電子裝備機(jī)電耦合技術(shù)研究的新領(lǐng)域。
從中學(xué)教師到知名學(xué)者
從一名普通中學(xué)教師成長(zhǎng)為知名學(xué)者，這中間的路有多長(zhǎng)？段寶巖用他的親身經(jīng)歷回答說：只要你付出汗水和智慧，成功就離你不遠(yuǎn)。
《中國青年報(bào)》在“紀(jì)念恢復(fù)高考30周年”的人物專訪中，對(duì)段寶巖曾經(jīng)有過這樣一段描述：“與時(shí)代大背景相關(guān)，段寶巖早期的人生經(jīng)歷可謂跌宕起伏。1973年，念完高中的他趕上知青潮，在轟轟烈烈的‘上山下鄉(xiāng)’運(yùn)動(dòng)中回到農(nóng)村，修水利、種莊稼?！?/p>
“那時(shí)候心里的信念很清晰也很簡(jiǎn)單：高中所學(xué)的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我一心就想去上大學(xué)?！倍螌殠r如是說。1975年，他在河北省冀縣北漳淮中學(xué)當(dāng)了一名民辦教師，主講物理，兼帶體育。他虛心求教，認(rèn)真鉆研業(yè)務(wù)，一年時(shí)間，就出任副校長(zhǎng)，成為衡水地區(qū)教育界的先進(jìn)工作者。
機(jī)遇總是青睞有準(zhǔn)備的人，1977年12月11日，河北冀縣下著大雪，段寶巖騎著自行車趕了20多公里，終于抵達(dá)期冀已久的高考考場(chǎng)。次年3月，他順利被西北電訊工程學(xué)院（西安電子科技大學(xué)前身）錄取。
跨入大學(xué)校門，坐在大學(xué)課堂上，段寶巖十分珍惜這來之不易的機(jī)會(huì)，如同一塊缺水的海綿放入知識(shí)的海洋里，如饑似渴地吸吮著知識(shí)的瓊漿。在西安電子科技大學(xué)，段寶巖讀完了本科、碩士，畢業(yè)后留校任教，其間又師從著名天線結(jié)構(gòu)專家葉尚輝教授攻讀博士學(xué)位。
1991年10月，段寶巖被原國家教委公派赴英國利物浦大學(xué)做博士后研究。他的英國導(dǎo)師、著名結(jié)構(gòu)優(yōu)化專家湯普曼教授就給段寶巖出了難題，提出了3個(gè)難易程度差別較大的研究方向讓段寶巖選擇。
敢于啃硬骨頭的段寶巖挑選了將極大熵原理應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)這一最難、也最有意義的課題作為主攻方向。為了盡快熟悉并深入課題，他廢寢忘食，夜以繼日地翻閱資料，創(chuàng)造性研究，提出了“應(yīng)變能密度分布函數(shù)”這一新概念，巧妙地將極大熵理論與結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化聯(lián)系在一起，這一研究成果在國際力學(xué)界產(chǎn)生了積極的影響。
倡導(dǎo)研究與重大工程相結(jié)合
“做研究，只有和重大項(xiàng)目相結(jié)合，才有挑戰(zhàn)，才能夠不斷前進(jìn)。”段寶巖經(jīng)常這樣告誡自己的學(xué)生，也正是在這種精神的指引下，30年來，他樂此不疲地游弋于電子機(jī)械的海洋，不斷發(fā)現(xiàn)新問題，破解新難題，以一種鍥而不舍的精神，開拓著電子機(jī)械研究的新領(lǐng)域。
1994年11月，段寶巖剛回國不久，就碰到了我國要建造新一代大射電望遠(yuǎn)鏡的重大國際合作項(xiàng)目。1995年10月，在貴州召開了一個(gè)國際會(huì)議，段寶巖提出一種全新的設(shè)計(jì)方案，即用六根大跨度柔索，牽引饋源艙做高精度三維掃描運(yùn)動(dòng)，與美國305m口徑的天線相比，重量由1000噸降至20噸。這個(gè)設(shè)計(jì)新方案被國際同行們激動(dòng)地稱為“變革式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)”。
因?yàn)檫@還只是方案與理論設(shè)計(jì)，實(shí)際工程中究竟行不行，其實(shí)他也沒把握。后來，在國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目與重點(diǎn)項(xiàng)目、北京天文臺(tái)、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助下，段寶巖帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，先是建了大射電望遠(yuǎn)鏡的5米模型，接著在沙井村建造50米試驗(yàn)天線。后來，又在西安電子科技大學(xué)南校區(qū)建造了可實(shí)現(xiàn)更多功能的50米試驗(yàn)天線。
如今，500米大射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目得到了國家大科學(xué)裝置項(xiàng)目的支持，正式在貴州啟動(dòng)。在饋源支撐方面，段寶巖及其團(tuán)隊(duì)的前期研究工作，為這一工程起到了重要支持作用，重點(diǎn)解決了艙索柔性結(jié)構(gòu)的精確力學(xué)建模和仿真，艙索柔性結(jié)構(gòu)的控制，以及粗精兩級(jí)調(diào)整系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)耦合與復(fù)合運(yùn)動(dòng)控制等問題，實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)的動(dòng)態(tài)定位精度。
“為這個(gè)口徑500米，迄今為止世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡做的前期工作，只是我們結(jié)合實(shí)際工程開展研究的一個(gè)具體事例。我們的團(tuán)隊(duì)，很早就有重視硬件、重視項(xiàng)目和工程相結(jié)合的優(yōu)良傳統(tǒng)?！倍螌殠r說，“后來，我們又和南京14所搞雷達(dá)天線系統(tǒng)的CAD軟件平臺(tái)研發(fā)，以及和西安39所開展大型天線合作，直至最近應(yīng)用到嫦娥一、二號(hào)衛(wèi)星的40米口徑天線，還有將用于4億公里之外火星探測(cè)的位于佳木斯的65米口徑天線，都是實(shí)實(shí)在在的具體工程，都必須出東西、見實(shí)物?！?/p>
在談到做大工程、大項(xiàng)目的成功體會(huì)時(shí)，段寶巖說：“我們?cè)诳蒲猩鲜冀K堅(jiān)持兩個(gè)面向：一是面向國家重大需求。沒有需求、不結(jié)合應(yīng)用，科研就沒有生命力，也就沒有了實(shí)際意義。二是面向國際學(xué)術(shù)前沿。團(tuán)隊(duì)中的每一個(gè)人，包括博士生，都必須確立出了校門就是國門的觀念。學(xué)者的研究成果代表的不僅僅是個(gè)人，是要到國際學(xué)術(shù)界立足的?！?/p>
開辟電子裝備機(jī)電耦合技術(shù)研究新領(lǐng)域
中國工程院院士、郭桂蓉中將曾經(jīng)對(duì)電子機(jī)械學(xué)科說過一句話，“學(xué)科小意義大”。提到自己研究的領(lǐng)域，段寶巖反復(fù)提到郭桂蓉院士的這個(gè)評(píng)價(jià)，“在電子機(jī)械領(lǐng)域，低頻段裝備的機(jī)電耦合問題不嚴(yán)重，機(jī)與電的矛盾不突出。但隨著電子裝備向高頻段、高增益、高密度、小型化，快響應(yīng)、高指向精度的方向發(fā)展，機(jī)電耦合問題逐步突顯出來了?！彼榻B說，“在某種程度上，機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)電子裝備電性能的實(shí)現(xiàn)往往起著制約的作用，已成為制約電子裝備性能提高并影響下一代裝備研制的一個(gè)長(zhǎng)期懸而未決的瓶頸，我們的研究就是破解這一難題?！?/p>
在進(jìn)行微波反射面天線結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，段寶巖意識(shí)到單單追求反射面的面型精度是不夠的。因?yàn)楦卑陦虿粔虻?、增益夠不夠高等電性能指?biāo)要求，需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，去考慮如何滿足電性能要求的問題。
這就帶來了兩個(gè)問題：一是根據(jù)電性能要求，提出對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求往往過高，有時(shí)工程上無法實(shí)現(xiàn)；二是即使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精度指標(biāo)達(dá)到了，電性能卻有時(shí)依然無法滿足要求。
為破解這一矛盾，段寶巖及其團(tuán)隊(duì)把傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中分別單獨(dú)進(jìn)行的兩個(gè)研究領(lǐng)域結(jié)合在一起，在電磁場(chǎng)和位移場(chǎng)的結(jié)合部，搞微波反射面天線的機(jī)電耦合問題，建立了電磁場(chǎng)與結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)的場(chǎng)耦合理論模型。
在對(duì)機(jī)電耦合問題研究中，段寶巖發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)工作時(shí)，要求在保證穩(wěn)定性約束的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)，這就對(duì)伺服系統(tǒng)提出了“穩(wěn)”、“準(zhǔn)”、“快”的要求。而機(jī)械結(jié)構(gòu)不僅是伺服性能實(shí)現(xiàn)的載體，且往往制約著伺服性能的提高。對(duì)此，段寶巖及其團(tuán)隊(duì)又開始進(jìn)行雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制集成設(shè)計(jì)的研究，提出了結(jié)構(gòu)與控制集成設(shè)計(jì)的理論與方法，解決了同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)高剛度與輕量化和控制穩(wěn)準(zhǔn)快的難題。
隨著研究工作的不斷深入，段寶巖對(duì)問題的認(rèn)識(shí)也逐步加深，又遇到了高密度的機(jī)箱和組裝系統(tǒng)問題在電子裝備尤其是航空航天電子裝備中，因?yàn)?img width="257" height="186" title="" align="left" alt="" src="/_mediafile/xadzkjdx2/2014/04/16/2edptgsvav.jpg" border="0" vspace="10" hspace="10" vwidth=" 257px" vheight=" 167px" vurl="/_mediafile/${ownername}/2014/04/16/2edptgsvav.jpg" vsbhref="vurl" orisrc="/_mediafile/xadzkjdx2/2014/04/16/source/2edptgsvav.jpg" class="img_vsb_content" style="width: 257px; height: 167px; float: left;">空間有限，組裝密度越來越高，由二維組裝向三維組裝發(fā)展，原來只需考慮電磁場(chǎng)、結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)的問題，現(xiàn)在又增加了溫度場(chǎng)，三場(chǎng)耦合問題自然就出現(xiàn)了。段寶巖提出了旨在解決這一關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的973項(xiàng)目并獲批準(zhǔn)。作為該973項(xiàng)目的首席科學(xué)家，段寶巖帶領(lǐng)由高校、研究所技術(shù)人員組成的課題組進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)，建立了針對(duì)典型電子裝備的電磁場(chǎng)、結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)與溫度場(chǎng)的場(chǎng)耦合理論模型，同時(shí)得出了機(jī)械結(jié)構(gòu)因素對(duì)電性能的影響機(jī)理。項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)，得到了總裝備部科技委的高度評(píng)價(jià)。段寶巖說，“電子裝備機(jī)電耦合技術(shù)是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，雖說取得了一些階段性的成果，但還有更艱巨的任務(wù)、更難的問題等待我們?nèi)スタ?、去解決。我們將繼續(xù)努力，把研究不斷引向深入，更好地服務(wù)于國家與國防發(fā)展需要。
睿智懷遠(yuǎn) 情系教育
“除了完成繁忙的行政工作外，他將時(shí)間都用在了學(xué)術(shù)研究上?！蔽靼搽娮涌萍即髮W(xué)機(jī)電科學(xué)與技術(shù)研究所所長(zhǎng)黃進(jìn)教授這樣說，“他仍舊親自推導(dǎo)公式、撰寫英文論文，為了一個(gè)項(xiàng)目專題經(jīng)常一個(gè)人在科技樓實(shí)驗(yàn)室里通宵達(dá)旦?！?/p>
段寶巖的博士生王從思教授告訴記者一件小事。2011年夏天的一天，他和其他人正封閉在一個(gè)地方集體攻關(guān)一個(gè)項(xiàng)目，沒想到導(dǎo)師和師母居然拉著一個(gè)小拖車，拖著幾箱牛奶和水果，走了40多分鐘，親自給他們送了過來?！白鳛樾ｉL(zhǎng)，他其實(shí)完全可以安排司機(jī)送一送，沒必要自己走過來，但是段老師就是這樣一個(gè)人，他愛自己的學(xué)生，把公事和私事分得很清，不愿意打擾和麻煩別人?！?/p>
王從思說，對(duì)于學(xué)生的論文，他也毫不馬虎，他一概詳細(xì)批閱，圈圈點(diǎn)點(diǎn)、批注得滿篇都是，最后還通常會(huì)附上幾頁自己寫的修改意見。正在撰寫博士論文的博士生李娜說：“段老師給我寫的論文修改意見，落款居然寫有‘21:45’這樣的字樣。有時(shí)候他也會(huì)發(fā)短信通知我應(yīng)該關(guān)注期刊上的哪篇論文，時(shí)間經(jīng)常是晚上或大清早?！?/p>
這些令人動(dòng)容的小插曲，在段寶巖看來是平常的：“白天忙完了行政上的事情就去實(shí)驗(yàn)室看看書，晚上時(shí)間多好，安靜，不用就浪費(fèi)了?！?/p>
2011年，段寶巖當(dāng)選中國工程院院士，成為我國電子機(jī)械學(xué)科的第一位院士，對(duì)于這個(gè)榮耀，段寶巖更是將榮譽(yù)歸功于整個(gè)團(tuán)隊(duì)，認(rèn)為“這是電子機(jī)械學(xué)科團(tuán)隊(duì)多年共同努力的結(jié)果，這是國家對(duì)這個(gè)學(xué)科學(xué)術(shù)水平、科研實(shí)力的認(rèn)可”。
（陜西日?qǐng)?bào)2012年2月24日第10版 李龍飛 康傳義 實(shí)習(xí)生 黃曉?。?/p>
陜公網(wǎng)安備61019002002681號(hào)
