李鸿志

炮弹飞出炮口的那几毫秒,曾是科学界的空白:他给这段"无名时间"立了一门学科

李
李鸿志
中国工程院院士 · 兵器工程专家
1937年生于北京,原籍天津,1955年考入炮兵工程学院火炮专业,六年苦读后留校任教。他发现弹丸飞出炮口前后那段极短时间——火药气体猛烈喷出、冲击波与膛口焰同时作用——长期是弹道研究的空白,于是在国内首次提出"中间弹道学"概念,建立起完整理论体系与瞬态测试方法,解决了火炮产品多个关键技术问题。他主持研制的新型多闪光高速摄像机获国家技术发明奖,1988年联合美国学者把国际弹道学术会议首次请到中国,1994年创建弹道国防科技重点实验室并当选中国工程院院士。1988至2000年,他还当了12年南京理工大学校长。

很多人以为,炮弹的飞行轨迹从一出炮口就开始计算。但弹道学家知道,弹丸离开炮口前后那短短几毫秒,才是决定它"打得准不准"的关键之一:高温高压的火药气体紧跟着喷涌而出,形成复杂的冲击波、强烈的膛口焰,气流反过来还会扰动刚刚出膛的弹丸。这段过程太快、太剧烈,在很长时间里既没人测得清,也没有一套完整理论。

有一个中国学者,用一辈子盯住了这几毫秒,还为它创立了一门新学科——中间弹道学。他叫李鸿志。

六年制火炮专业,他把"冷板凳"坐热

1937年5月31日,李鸿志出生在北平(今北京),原籍天津。那是战火纷飞的年代,童年记忆里满是国家的动荡。他后来回忆,自己从小就明白一个朴素的道理:一个国家只有足够强大,才能拥有真正的和平。

1955年9月,18岁的他考入炮兵工程学院(校址在南京,后相继更名为华东工程学院、南京理工大学)火炮设计与制造专业。这是六年制的长学制,他把最好的青春交给了教室、研究室和永远算不完的数据。1961年毕业时,他选择留校任教,从那时起再没离开过弹道学。别人眼里枯燥乏味的公式和数据,在他看来是在为国家的国防"塑形"。1978年7月,他加入中国共产党。

炮口制退器:从一个装置到一门学科

李鸿志早期的一项代表性工作,是炮口制退器的研究。火炮发射时后坐力巨大,炮口制退器通过引导喷出的火药气体,能显著减小后坐、改善射击条件。但气流到底怎么流、制退器形状怎么设计才最优,过去多靠经验。他从气体动力学入手,系统研究膛口气流的结构和规律。这项成果在1978年全国科学大会上获奖。

研究越深入,他越意识到:弹丸在膛内运动有"内弹道学",飞出后有"外弹道学",可弹丸穿过炮口、火药气体猛烈排空这一中间过程,国内外都缺少系统理论。他在总结国外大量成果的基础上,首次提出并创建了弹道学的一个新分支——中间弹道学,研究方向涵盖膛口流场结构、冲击波的分布与危害控制、膛口焰的点火与抑制、炮口装置优化设计、弹丸扰动与散布控制等。

他建立了解析计算、数值模拟和实验测量相互印证的一整套方法,让这门新学科在中国形成完整体系,达到国际先进水平。他主持的"膛口冲击波机理"研究,1985年获国家科技进步奖。

给千分之一秒"拍照"的人

研究中间弹道,最大的难点是"看不见"——整个过程以毫秒计,普通相机根本拍不到。李鸿志带着团队自主研制瞬态测试设备,其中新型多闪光高速摄像机可以在极短时间内连续曝光,把弹丸出膛瞬间的流场"冻结"成一帧帧清晰图像。这项设备1991年获国家技术发明奖;此后配套的闪光测量系统又在1993年获国家科技进步奖。这些国产仪器不仅服务于兵器研究,也让学校成为国内瞬态流场测试技术的重要实验基地。

他还把视野拓展到更远的前沿:倡导建立"超高速电热发射技术"研究方向,主持解决若干理论概念和关键技术,相关工作在2001年、2003年两获国防科技进步奖(2003年为一等奖);同时扩展了爆炸灾害力学研究,把兵器领域的冲击波、爆炸理论用于城市工业防爆减灾。2003年,他获何梁何利基金科学与技术成就奖。

1988年,他把国际弹道大会请到了中国

1988年是李鸿志人生的又一个转折点:这一年3月,他出任南京理工大学校长,一干就是12年(至2000年2月)。

也正是1988年,他与美国著名弹道专家联合发起,在南京首次召开国际弹道学术会议。在此之前,中国弹道学界与国际主流学术圈长期隔绝;这次会议之后,中国正式成为国际弹道会议成员国。他还促成学校与德国亚琛工业大学共同承担德国大众基金会项目、联合培养博士。

当校长期间,他推动学校从单一军工院校向多科性大学转型,主持学校"211工程"的国家立项与建设,校内建立八个分院,形成一千多人的科研梯队,学校在科研经费、成果、专利等综合评比中跻身全国高校前列。

1994年3月,他主持论证、设计、建设的弹道国防科技重点实验室获批,他亲任主任;同年,他当选中国工程院院士(机械与运载工程学部)。1997年起,他又兼任解放军总装备部科技委兼职委员,2001年任国防科工委专家咨询委员会顾问。

"寒暑假找李教授,到实验室去,准没错"

在南理工校园里,曾流传过一句话:寒暑假找李鸿志教授,到实验室去,准没错。无论工作日还是节假日,他的身影总在实验室里。他常说教师是"引领者",而不是束缚者或提携者,要让学生自我管理、自己把潜力激发出来。从1961年走上讲台到晚年,他培养了四十多名博士、硕士,著有《火炮后坐装置设计》《连续介质中的激波》《现代兵器科学与技术》,还主编了《汉英兵器科技大辞典》。

有人问他怎么教育自己的孩子,他的回答只有两个字:"自强。"他跟孩子们讲清楚一个道理:"就算我能帮你一件事或帮你走一次后门,但我不可能帮你一辈子。无论是身为人师还是身为父母,做出榜样,也许比讲一大堆大道理有用得多。"治校时他也有一句名言:企业生产的是产品,大学培养的是人才,落脚点是提高办学效益。

我对孩子们的要求只有两个字——自强。就算我能帮你一件事或帮你走一次后门,但我不可能帮你一辈子。做出榜样,也许比讲一大堆大道理有用得多。

—— 李鸿志谈教育,《科学人物》专访(2015年)

李鸿志

出生:1937年5月31日,北平市(今北京),原籍天津

学历:1961 年毕业于炮兵工程学院(今南京理工大学)火炮设计与制造专业(六年制)

身份:南京理工大学教授、博士生导师;1988—2000 年任南京理工大学校长;弹道国防科技重点实验室创建者、首任主任(1994);曾任中国兵工学会副理事长、国务院学位委员会兵器科学与技术学科评议组召集人、总装备部科技委兼职委员

主要成就:中国"中间弹道学"学科创建者,建立膛口流场、冲击波、膛口焰与弹丸扰动控制的系统理论和瞬态测量计算方法;主持研制新型多闪光高速摄像机等国产瞬态测试设备;开拓超高速电热发射技术、扩展爆炸灾害力学;1988年把国际弹道学术会议首次引入中国并使中国成为成员国;主持南理工"211工程"立项建设

荣誉:全国科学大会奖(1978)、国家科技进步奖(1985、1993)、国家技术发明奖(1991)、光华科技基金特等奖(1992)、兵器工业功勋奖(1991)、何梁何利基金科学与技术成就奖(2003)、国家有突出贡献中青年专家(1986)

当选院士:1994 年,中国工程院机械与运载工程学部(中国工程院首批院士之一)

弹丸出膛那几毫秒短得几乎可以忽略,李鸿志却在其中看到了一个完整的学科。他用高速摄像机让毫秒级的瞬间变得可见,用一套理论让"凭经验"的设计变得可算、可控、可优化。

从1961年到21世纪初,他做过教师、实验室主任、大学校长、军方高级顾问,身份在变,脚下那条弹道却从未拐弯。中国工程院原院长周济评价他:为中国国防和军队现代化建设做出了重要贡献。而他给自己和学生留下的信条朴素得像一枚弹壳——自强,榜样,以及几十年如一日、节假日也照常亮着的实验室灯光。

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