张立同:为航空发动机铸造中国心、让陶瓷基复合材料突破国际封锁的女院士
张立同,女,1938年4月14日出生于重庆市,祖籍辽宁海城。1956年考入北京航空学院热力加工系,1958年随国家院系调整进入西北工业大学热加工系学习铸造专业,1961年毕业留校任教至今。1995年当选为中国工程院院士。长期从事航空发动机材料和制造技术研究,在高温合金和铝合金无余量熔模铸工艺理论与制造技术、航空航天高温陶瓷材料和高温陶瓷基复合材料等方面进行了开拓性研究。
从防空警报中萌发的报国初心
1938年,山城重庆正值抗日战争时期,张立同的童年记忆被凄厉的防空警报和日机轰炸声所填满。年幼的她仰头望着天空肆虐的日本飞机,问父亲:中国为什么没有飞机?父亲沉重地回答:因为中国造不出飞机来。这句话像一颗烧红的烙铁,深深印刻在她的心灵上,成为她一生航空报国的起点。
抗战胜利后,张立同随家迁回北京,从小学到中学始终品学兼优,曾被评为北京市第一批三好学生。1956年,她以第一志愿考入新成立的北京航空学院热力加工系,正式踏上通往蓝天梦想的航程。1958年,专业整体并入西北工业大学,她从首都北京奔赴古都西安,从此将根深深扎进大西北的黄土之中。
攻克叶片铸造:从50%报废率到世界先进
上世纪70年代初,年仅34岁的张立同带学生到航空发动机厂实习,发现航空发动机关键热端部件镍基高温合金涡轮叶片的铸造报废率高达50%至70%,每一片报废叶片都意味着巨额国家财富化为废铁,当时一片叶片的价格相当于她4个月工资!而制备高温合金的镍,更是以60吨掐头去尾对虾换一吨镍从前苏联换来的战略物资。
面对这一难题,张立同主动请战,找到西安航空发动机厂总工程师组成厂校攻关组。她日夜跟班调查3个多月,亲自测量数百片叶片每道工序的尺寸变化,绘制出我国首条浇注后高温合金叶片冷却过程温度变化曲线。经过上千个试样、上万个数据的反复试验,她独创了保温壳体新工艺和低热应力熔铸工艺,成功解决了困扰航空熔模铸造十几年的型壳高温变形问题,叶片报废率骤降至个别报废。
我的事业融合在群体之中,只有善于把个人的智慧与群体力量相结合,才能做成几件事。
十年磨一剑:陶瓷基复合材料的艰难突围
上世纪80年代末,张立同作为高级访问学者来到美国NASA空间结构材料商业发展中心,她是进入该实验室的唯一中国内地学者。国外的研究经历使她敏锐洞察到陶瓷基复合材料将成为未来高推重比航空发动机的终极材料。1991年回国后,她毅然带领团队转向这个国内几乎空白的最前沿领域。
万事开头难。1995年项目立项时,要求五年研制出合格试件,但团队投入无数心血却做不出一炉性能合格的试样,九五中期检查差点被亮黄牌。在巨大压力下,张立同认定技术路线没有错,带领团队从头开始自行设计建造关键设备化学气相渗透炉。一代不行就改二代,二代不行再上三代,历经四代设备迭代、超过400炉次艰苦实验,终于在1998年底研制出第一批性能合格的试样。
关键信息
- 出生:1938年4月14日,重庆市
- 身份:中国工程院院士(1995年当选),西北工业大学教授、博士生导师,超高温结构复合材料国防科技重点实验室学术委员会副主任
- 成就:创新发展无余量熔模铸造工艺;创建超高温结构复合材料重点实验室;突破碳化硅陶瓷基复合材料制造工艺与设备核心技术
- 荣誉:国家技术发明奖一等奖(2004年,填补该奖六年空缺)、国家科技进步一二等奖4项、全国三八红旗手、全国五一劳动奖章、何梁何利基金科学与技术进步奖、中国复合材料学会终身成就奖
结语
从烽火童年的航空梦想,到扎根西北五十载的坚守;从叶片铸造的技术突破,到陶瓷基复合材料的世界领先,张立同用一生诠释了强我中华的信念。她常说向北望星提剑立,一生长为国家忧,这不仅是一句诗,更是她科学人生的真实写照。如今,她培养的四十余名学生中已有十余人成为院士或学术带头人,她的精神正代代传承。