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发信人: dragon (海狼), 信区: Green
标  题: “歼”“运”系列功臣：飞机疲劳专家——高镇同院士 
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年11月27日19:41:08 星期一), 站内信件

给飞机“算命”
———记结构疲劳专家高镇同院士
杨小武
　　常有朋友对我说：“你采写了那么多院士，是否觉得他们离我们很远呢？”
　　我个人也有这样的感受，无论从思想境界、认识和博学、智慧来说，还是就所从事
的职业和对名利的淡泊而言，他们较之我们的确有“生活在高处”之别。然而，他们的
科技成果又的确与我们的生活、社会的需要息息相关，人们渴望的文明生活与他们的智
慧、他们的劳动成果难舍难分。
　　这不，当我走近高镇同院士时，分明感觉已走近了我们的生活需要，意识到他的贡
献对我们的生活非但是重要，而且是非常之必需了。
　　一
　　进入高镇同院士简朴的书房，见一大堆令人心动的红彤彤证书，我不禁兴奋起来：
“先生，我先看看这些证书。”
　　“不用看，都是些获奖证书和聘书，没什么意思。”先生忙阻拦说，“你看看这些
吧！”
　　我顺着先生的手势抬眼望去，见书架顶上是各类飞机模型：这是“运七”，那是“
轰六”，靠这边的是“运八”，还有“歼轰七”、“直八”、“直十一”……
　　这些飞机模型寄怀高院士一生航空救国的理想。
　　高镇同读小学时的课本封面，是一幅被日军炸毁了的商务印书馆废墟。国土沦陷时
，这封面被日军强行撕毁，连中国人自己进行爱国主义教育的自由也被剥夺了。“那时
，中国没有能力制造飞机，只有听凭日本人的欺凌。我就是在那种耻辱的环境里萌生了
制造飞机的念头。”
　　但小镇同的学习成绩却并不算好。他很羡慕那些成绩一流的同学，每次成绩出来他
都要向成绩好的同学多看几眼，可是那些成绩优异的同学的勤奋恰恰被他忽视了。因为
他自己玩性大，一说学习要努力用功，他就发怵。父亲曾是老家江西的师范生，对小镇
同的学习，他是听之任之，顺其自然，没有督促的习惯。在高镇同眼里，母亲虽一字不
识，智商却要高于父亲，但聪明的母亲也未管教过儿子的学习。
　　小镇同也就只有等待现实来教训自己了。读初一那年，他的学习的确糟糕透了，每
门功课都是班里最差，惹得老师很不满意，以至难以容忍他继续下去了。于是，他成了
班里惟一一位留级生。
　　说及留级的往事，高先生欣慰地笑了，他说自己是“后知后觉”。
　　小镇同落在较自己小的同学之中，同时也天天面见那些读初二的“老”同桌。面对
他们的目光，小镇同开始有种很不自在的感觉，醒悟到自己是位真正的落伍者。自尊心
让他懂得勤奋努力的重要，也让他承受不了长期落后的心理负担。他心里暗自发誓要赶
超以前的同桌。
　　当小镇同真地用起功来，他又发现自己一点儿也不比同桌们笨。不怎么费劲儿，功
课就潇洒地走在全班之首。读初二时他已是全班最优秀的学生。他认识了自己，发现自
己有潜力可挖，也就有了十足的信心。他不愿再“跟班作业”、“按部就班”地升级了
，从第三中学初二连跳两级考进了艺文中学（后北京28中，现长安中学）高二，一跃走
在了同桌的前列，让那些同桌很是惊讶。那份留级时残存着的窘迫心态也荡然无存、一
扫而尽。
　　青年的梦幻是瑰丽多彩的。毕业时他一边怀抱航空救国的理想报考了北洋大学（现
天津大学）航空系，一边又向往当时最好的清华大学物理系，认为读清华物理系更能发
挥他的聪明才智，于是清华物理系也成了他的报考志向之一。
　　令高镇同没想到的是，他与清华物理系缘悭一面，而他压根儿就没向往过的清华建
筑系却录取了他。他还是回到航空报国理想的基点，捧着北洋大学的发榜通知书，轻松
洒脱地迈进了北洋大学的校园……
　　在高中，高镇同不只是学习成绩优异，文体方面的爱好也格外受同学们青睐。他样
样都喜爱，样样都拿得起来。他喜爱音乐，也喜爱舞蹈。从那时起，他有了收藏音乐唱
片的爱好。至“文革”，这爱好已发展到了较好的水平，他已拥有中外精美唱片200多张
，只是这寄寓他精神理想的唱片全被那可怕的年月销毁于灰烬里……
　　新中国成立之初的1950年，高镇同走出了北洋大学校园，去了清华航空系任助教。

　　二
　　1952年，全国院校调整，清华大学、北洋大学、西北工学院、四川大学、厦门大学
等院校的航空系合并成立北京航空学院。高镇同随之到北航教授材料力学。
　　1954年，英国“慧星一号”客机连续两次从空中坠毁，机上人员无一幸免。这两起
空难事件引起高镇同深深地思索，他想：能否在飞机安全上做深入细致的研究，从而避
免我国飞机出现类似的事故呢？若能在此未知的领域拓展一片科技的绿洲，岂不是我国
航空事业的一大幸事？
　在我国民航史上，空难事件也不鲜见。
　　1931年11月19日，我国新月派诗人徐志摩特地从南京乘客机赶往北平听他倾情钟爱
着的林徽因女士的演讲，不幸在济南上空机毁人亡。
　　1958年10月17日，我国著名诗人、翻译家郑振铎率文化代表团乘专机去阿富汗等国
访问，途经苏联上空时机毁人亡。
　　1968年12月5日，我国世界级力学大师郭永怀在西北核武器基地从事氢弹研究后，由
兰州乘民航班机回北京，至北京西郊机场上空时机毁人亡。
　　……
　　据美国巴特勒实验室调查统计，因交变动载荷引起疲劳断裂的事故占机械结构失效
破坏总数的95％。飞机结构疲劳也不例外。怵目惊心的空难事件，80％是由飞机的结构
疲劳所致。没有生命的物体也会由于重复受力的作用而导致劳累致死。飞机每起落一次
要重复受到载荷的作用，其结构也受到一次损伤，当飞机使用至一定期限，积累的损伤
便会导致破坏。
　　瑞典隆德柏格是世界上最早研究飞机疲劳载荷的开拓者。1948年，他在美国航空科
学杂志上发表了世界上首篇有关飞机疲劳载荷的权威性长篇论文。
　　1958年，高镇同与人合作在北航材料力学实验室作了一个飞机座舱的模拟疲劳试验
，但未能取得成功……60年代初，高镇同异常兴奋地读到了隆德柏格的长篇论文。这得
益于西北工业大学黄玉珊教授推荐他组织专家翻译《疲劳译文集》。这是我国专家最初
接触到的有关疲劳的理论文章。经过对《疲劳译文集》的翻译，高镇同已在结构疲劳学
领域走了一段路程，了解了许多未知的东西。有关结构疲劳学方面的专用名词术语，都
是由高镇同考证、统一、确定的。
　1964年北航成立了“疲劳研究小组”，高镇同与同事一起最早敲响了我国飞机结构疲
劳研究领域之门。
　　高镇同是位对科技和艺术都富有热情的科学家。一旦专注于某一领域的研究，兴趣
便油然而生，接着便乐此不疲，废寝忘食地干下去，几年、十几年、几十年不辞劳苦地
付出，直至把握到事物的本质和个性，使之清楚明白地浮出水面，为我所用。
　　他面对中国飞机工业的现实，风尘仆仆地奔波于全国十几个飞机制造厂、使用单位
和研究机构，了解各种机型的结构性能、材料指标，不断从试验中获取可供分析的数据
，进而积累、探索、论证、推断，然后，得出结论，写出论文发表于国内外学术刊物上
。他著的《疲劳应用统计学》一书，已成为我国飞机制造、使用和研究机构的主要参考
读物。
　　1970年7月16日，我国一架军用直升机因结构存在疲劳薄弱环节而在空中失事，机上
七人无一生还。周总理当即指示要查明事故原因。
　　航空工业部应命召开了七百人的大会。会议上，大家清楚地认识到我国自制飞机无
明确的寿命指标，使用上存在着很大的盲目性。因而科学合理地确定各类飞机的使用寿
命，摆上了航空工业的议事日程。
　　高镇同在大会上作了疲劳强度方面的报告。这是他从事“结构疲劳与可靠性”研究
以来，第一次针对空难事故，面向全国航空界作疲劳强度报告。作为这一领域的研究者
，他的心情是沉重的。他没能将自己的研究应用于实际，未能算出我国自制飞机的寿命
，避免空难事件的发生。他从国内讲到国外、从理论讲到实际……
　　之后，高镇同开始给我国自制飞机“算命”、“定寿”。高镇同的“算命”、“定
寿”法可不同于生活中的算命先生。他们是用铜钱、牙牌以及星象等迷信方法来推断祸
福，多是荒诞的无稽之谈。而高镇同的“算命”、“定寿”法却是实实在在的科学，只
是这科学方法与人命有关，一点也不可用于给人算命。
　　高镇同“算命”、“定寿”方法的先决条件是编制出模拟飞机真实受力情况的载荷
谱。编制载荷谱，是高镇同科研生涯中用时最长、用力最大、费心最多的一项工程，也
是令他欣悦激动的一项最富实用价值的科研成果。
　　作用于飞机上的气动载荷随时间千变万化，难以定数。国际上的飞机载荷数据及编
谱方法受知识产权的保护、机密性强。因而，在国际上载荷谱一度视为难解之谜，研究
者们长期被其中的诸多不明难题所困扰。高镇同在没有捷径可走的条件下知难而进，勇
于开拓。他先与北航材料研究所的专家一道，组织了18个研究单位对11种飞机常用金属
材料的疲劳性能予以测试，获取了100余条疲劳性曲线，从中得出了优于国际现行通用的
疲劳试验方法和数据统计处理方法，并列于航空工业部标准。
　　与此同时，他指导自己的博士生阎楚良穷20余年精力，对8亿多个数据进行周密细致
地理论分析，取得宝贵经验，然后提出了具有高置信度中值随机载荷谱编制原理和方法
，走出了一条具有中国特色的载荷谱编制技术途径。
　　载荷谱编出后，再用它去做飞机试验，便可算出飞机的寿命，给出飞机确切的飞行
时间……
　　高镇同与众多专家合作研究的心血没有白费，自“算命”、“定寿”始，我国自制
飞机很少因结构疲劳出事。以航空“运七”、“运八”为例，“运七”至目前已在90多
条航线上总计飞行了65万余小时，“运八”也飞行了20余万小时，飞机结构从未出现过
破坏性事故。
　　我国“运七”是仿制苏联的机种，根据苏联给出的技术参数，该机机翼结构首翻修
期为5000飞行小时。高镇同就自己所建立的可靠性模型分析，预测首翻修期可达7000飞
行小时。一年后，苏联也从长期飞行资料中得出首翻修期可达7000飞行小时并通报我国
，这与高镇同的预测不谋而合。
　　这是高镇同根据自己创建的延寿方法得出的科学判断。1982年11月，我国海军某部
的四架水上飞机已到了起落5000次的寿命，但新的飞机还未配装给部队。这时他们想起
了高镇同，请他去给水上飞机做延寿研究。一般而言，要用一架飞机做全机结构疲劳试
验，而此试验的破坏性极大，试验完毕，全机完全报废，损失太大。
　　为避免损失，高镇同另辟蹊径，先讲课一周，再与部队航空专家共同研究，确定了
“定寿”、“延寿”的总体方案，继而针对小机群的特点，利用现有零构件的疲劳试验
结果，进行理论剖析、推导，然后给这四架水上飞机算出再“活”十年的寿命。十年后
，四架水上飞机安稳地歇息下来，证明了他们的判断准确无误，这一判断给国家节约资
金1亿元。
　　“很多方面，北航的研究水平要比这里高。以前不太清楚什么是国际先进水平，现
在才知道，您那里的研究很多是属于国际先进水平的。”这段颇有感触的文字录自高镇
同的学生凌静1993年11月18日从美国给高院士的信。这也不难理解日本可靠性工程委员
会主席石川浩先生对高镇同的评价———“在结构安全性和可靠性领域内的世界范围领
导者”。
　　那么，高镇同又如何权威地判断我国自制飞机的寿命呢？他很自信地说：“我国生
产的飞机使用寿命虽然不如国外的长，但若采用先进的载荷谱技术精确地给出寿命，合
理地制订检修周期，还是很有把握保障其安全飞行的。”
　　三
　　在高镇同院士的学术生涯里，也遇到过一些说起来蛮值得玩味的故事。
　　那是1982年夏季，某地一飞机制造厂委托乙方对生产的飞机做水槽机身疲劳试验。
没想到试验引起了一场技术纠纷案。此技术纠纷案颇受航空工业部领导的重视，立即成
立专家调查组，委任高镇同为组长，并公布了几条纪律。
　　此时，飞机制造厂的负责人找到正在沈阳讲学的高镇同，诉说乙方在试验过程中施
水压超过规定载荷，致使刚生产的飞机结构提前破坏，希望高镇同出面从技术上替他们
申诉。
　　而负责试验的乙方也找到高镇同，述说他们施加水压正常，飞机结构破坏是飞机结
构疲劳强度不足云云，也渴望得到他的支持。
　　这桩技术纠纷案很让高镇同为难，因为双方都有他的老朋友。他细细思量，倘若乙
方确有超载现象，那么数百万元试验费和数年时间付诸东流，人力、物力损失严重。果
真加载正常，那就是厂家飞机质量不够标准，寿命太短，已生产的几架飞机也就难以销
售，其经济损失也不言而喻。如果他将此案判错，个人名声扫地事小，国家巨额损失事
大。作为技术专家，他深感责任重大，必须不徇私情，以科学的态度和科学的方法处理
此事。作了一番慎重的思索之后，他下决心不私下偏袒任何一方，也不对任何一方存在
偏见，一定要拿出一个符合实情的说法。
　　他先与专家们一起调查被破坏了的机身残骸，详细记录了破坏的断口及扭曲的结构
外形，再细听各位专家的个人意见，最后由他做逻辑综合推理：假设有超载现象，在特
大载荷作用下，飞机该如何破坏？各部件应如何变形或断裂？正常加载情况下又应该出
现怎样的疲劳破坏？断口外貌又该是怎样的情形？在两个假设判断中，前者与所见事实
十分吻合一致，最终得出乙方试验有超载现象的结论。按此推导，他以故事的形式描述
了飞机结构破坏的全过程……
　　高镇同的裁决，得到双方代表的认同，只有乙方试验人员中的一人表示不认同。接
下来令高镇同尴尬的事也就合乎逻辑地出现了。
　　原计划会后，由乙方安排答谢宴会，并派车为高镇同送站。可是，当裁判的结果公
布后，已摆上餐桌的美酒又纷纷地被撤了下去，宴会不欢而散，派车的事也自然成了口
说无凭的游戏。
　　其实，高镇同的技术已磨炼到那种潇洒的地步，学术已达到那种深沉的境地，心灵
已通透至那种无私的境界，他还在乎那餐答谢宴会和送他一程的小车？
　　他数次应美国、日本、意大利、英国、瑞典的邀请而前往访问讲学，倘真地对物质
享受有很高的欲望，也就不会放弃在国外拿高薪的机会。每遇此景，他总是简单地说上
句：“中国需要我。”
　　“宁恋家乡一捻土，不惜他国万两金”是他用来教育学生们的口头禅。他希望自己
的学生在学术上超越自己，愿他们走出国门扩展视野，学习更多的知识，再回国工作。
他的学生杨嘉陵1992年6月28日从英国来信说：“来到这里心里也常有惆怅之感，才真的
觉得您对我们教育的重要。因为这里再好，也不是自己的国家。我们自己国家没有建设
起来，许多人都在为别国服务，并且都十分努力。”
　　的确，物质享受对科学家并不多么重要，那不欢而散的宴席以及取消的小车都不值
得高镇同记怀和思考，他并未因此愤懑不平。真让他多年忐忑不安、放心不下的是，他
宣布的超载的结论，没有人证———即不见任何一位试验人员有关超载的证词。乙方一
直保持不如意的缄默，这就使得高镇同心里笼罩着淡淡的迷惑。他想一旦自己判断有误
，岂不冤枉了乙方？倘真如此，厂家生产的飞机寿命也真的很短，在航线飞行也就必然
会导致事故，那后果岂不更为惨烈？高镇同也保持沉默，拭目以待，静观历史的见证。

　　海晏河清终有日。数年之后，乙方试验员终于脱口承认当时确实超载。这时的高镇
同才长长地舒了口气。
　　长期从事“疲劳”研究的高镇同院士，如今真地十分疲劳了。过去累了就睡、躺下
就着的习惯已因长期著书的劳累而改变。多年来，每周必有一二次通宵达旦的失眠，总
是夫人（人民大学教授）早晨五六点钟起床时还见他伏案写作，然后在夫人催促下，他
才迎着晨光睡去……
　　他切感剩下的生命历程的短暂，也就惟恐时光逝去，惟恐他人无事打扰，抢时间把
自己得来不易的真知留存给社会。目下一部30万字的著作已脱稿，第八部著作又在准备
撰写之中……
　　就在我与他约访的头天晚上，他又是整夜未眠，往日的心潮又一幕幕涌现眼前。他
想起1948年挚友王大瑜在京城的白色恐怖之中，因参加地下革命组织而被列入黑名单的
故事……他按捺不住内心追忆往事的激动，执笔写下《怀旧》诗一首———昔日握别风
夜天／赵州桥畔泪连绵／沧桑犹话当年事／侠少英姿若眼前。
　　也是一个失眠的夜晚，他突然想起一件终生遗憾的事——他培养了40多位硕士、博
士生，可偏偏没有想到把自己的两个学数学和经济的女儿培养成研究生。在让每人说件
最高兴之事的一次家庭漫谈会上，高镇同说培养人才最高兴，夫人说讲好一堂课最高兴
，女儿则说自食其力最高兴。好样的，毕竟是科学家的女儿！
　　还是一个难以成寐的深夜，他认真地思索着自己的一生有没有虚度，又拿起笔把青
年时就抱定的座右铭反反复复地抄写了数遍：“中华学子，生于今世，如不能上报国家
，下辅黎庶，岂不虚度一生”……
《北京日报》2000年9月29日第11版“京华周末·人物”

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         ------没有比人更高的山，
                   没有比脚更长的路。

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