杨彭基

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杨彭基,航空工程学家,航空教育家。他长期从事飞机设计、制造的理论研究和生产实践,培养了大批优秀的航空工程技术人才。他在航空工程方面的主要成就是从理论上、物质上、组织上创建了计算机辅助设计与制造学科。为中国飞机设计、制造技术的发展作出了贡献。

杨彭基 - 个人简历

1913年7月19日生于上海市。

1931—1933年清华大学肄业。

1933—1939年在比利时学习,毕业于列日大学,获飞机设计工程师学位。

1939年任比利时勒纳尔飞机制造厂实习工程师。

1940—1941年任云南垒允中央飞机制造厂工程师。

1942年任西南联合大学航空系副教授。

1943年任成都滑翔机制造厂厂长。

1944—1956年任交通大学航空系教授,华东航空学院教授兼飞机系副主任、飞机工艺教研室主任。

1956年—现在任西安航空学院教授、飞机系副主任,西北工业大学教授、飞机系副主任、计算机辅助设计与制造研究中心主任、计算机集成制造研究所所长。

1981年任航空工业部7760计算机辅助设计、制造与管理系统顾问。

1982年国务院学位委员会批准为首批博士生导师。

1990年任航空航天工业部《航空制造工程手册》总编委会副主任。

杨彭基 - 生平简介

杨彭基,祖籍江苏省嘉定县,

1913年7月19日出生于上海市。1931年他从天津南开中学毕业,并考入清华大学。当时正值“九·一八”事变,日本侵略军占领东北三省,向华北进逼。他和同学们一同去南京请愿要求出兵抗日,并到长城沿线慰劳东北军部队,下乡宣传抗日。那时有些同学投笔从戎,报考飞行学校,对他影响很大。他深感国家兴亡,匹夫有责,决心走“航空救国”之路,于1933年9月去比利时学习航空工程。由于他学习勤奋,成绩优异,在比利时连年获得最高额奖学金。他的毕业设计是设计一架全金属低翼飞机。在30年代这是一种先进的设计。1939年通过答辩,获得列日大学飞机设计工程师学位。为了获取飞机设计的实际知识,他到勒纳尔(RENARD)飞机制造厂任实习工程师。1939年底,德国法西斯的侵略战争即将蔓延到比利时,战争爆发后欧亚海运势必中断,他当即决定回国。

当时中国半壁江山已经沦陷,杨彭基和夫人毅然同去抗日后方——昆明。在昆明期间,他和留学国外学习航空工程的同学,共同编着了《英法德华航空工程名词》。同时,和西南联合大学航空系毕业的同学共同组成了“中国航空促进会”,探讨自行设计、制造飞机的路子。1940年10月,杨彭基经过长途跋涉,到达中缅边境的垒允,任中央杭州飞机制造厂设计课工程师,主要负责修复大型运输机的设计工作,并仍抽时间和“中国航空促进会”会员一起设计一架小型飞机。1941年底,日军入侵缅甸,中央杭州飞机制造厂从垒允撤退,设计工作中断。杨彭基回到昆明西南联合大学航空系任教,讲授“飞机设计”课。1942年秋,应邀到中国滑翔总会工作,任总会第四组(技术组)主任干事,主要任务是确定总会所属各厂制造滑翔机的型号,掌握各厂制造进度,解决制造中的技术、材料问题。1943年,兼任总会所属成都滑翔机制造厂厂长,直接参与滑翔机的设计与制造工作。1944年秋,中国滑翔总会技术部门划归航空委员会管理,他应邀到重庆交通大学任航空系教授,1945年底随该校迁回上海。

中华人民共和国成立后,1952年全国高等学校进行院系调整,杨彭基到新成立的华东航空学院任教授、飞机系副主任,1954年兼任飞机工艺教研室主任,筹办飞机工艺专业。他从编写教学计划、教学大纲和教材开始,直到讲课、指导学生做毕业设计,筹建实验室,同教研室教师一起走完了飞机工艺专业教学的全过程。1956年华东航空学院内迁西安,改名为西安航空学院,1957年西安航空学院与西北工学院并校成立西北工业大学。杨彭基任西北工业大学教授、飞机系副主任。1958年,拥有飞机设计、飞机工艺等专业的飞机系师生在“大跃进”的气氛下,创议设计、制造飞机并拟命名为“延安一号”。杨彭基由于始终怀有设计、制造飞机的愿望,并认为学生应当接受一定的实际锻炼,所以他支持这项创议并担任了总工艺师。1960—1966年间,杨彭基在飞机工艺教学和实践的基础上,开始考虑如何提高中国飞机制造工艺水平和飞机制造工业的发展问题。首先,他针对当时飞机生产中普遍存在的工件间以及工件和工夹具间配合不协调问题,研究了飞机生产中的准确度。其次,他认为中国除了要掌握苏联飞机工艺的理论和经验外,还应当吸收欧美国家的飞机制造技术,因而翻译并出版了法国吉贝尔教授所着《飞机和导弹制造》一书。此后,为了使飞机生产现代化,他注意到了自动化和数控技术在飞机制造中的应用。由于“文化大革命”的影响,这些正确的设想都被迫中断。

1978年中共十一届三中全会后,杨彭基施展才能,把数控技术和电子计算机技术应用于航空工业,曾任西北工业大学计算机辅助设计与制造研究中心主任等。在他的倡导下,建立了计算机辅助设计与制造学科,组建了该学科的研究基地,培养了这一学科的硕士生与博士生,发表了大量着作与论文,开展了计算机辅助设计与制造的国际学术交流,在他带领下完成了多项国家重要科研任务。为了表彰杨彭基在教学和科研方面所作的贡献,国家教育委员会授予“全国教育系统劳动模范”称号并颁发“人民教师”奖章;航空航天工业部授予“有突出贡献专家”称号;1990年首批享受国务院发给的政府特殊津贴。

杨彭基 - 职业生涯

对飞机制造准确度研究取得重要成果

50年代,中国航空工业发展很快,仿制了多种苏联飞机。杨彭基注意到当时各厂普遍存在的一个问题——生产中的“协调问题”,即在飞机组合件、部件对合时配合不良。经过思考,他认为“协调问题”主要是制造准确度问题,从而对飞机生产准确度开始进行研究。1961年,他以新工艺讲座的形式讲了“飞机生产几何准确度”,并提出部件对接部位的尺寸误差是由该尺寸的形成过程所造成的,即由形成最后尺寸的各环节误差累积造成的。为此,他对累积误差问题进行了研究,查阅了大量资料,于1962年西北工业大学科学报告会上作了“飞机制造中累积误差之计算公式“的报告。在报告中,他分析了可采用的5种累积误差的计算公式后,认为在计算飞机生产准确度时,应以波洛达却夫公式作为基本公式。为了应用这一公式,他认为需要确定飞机生产典型环节的误差分布律及其不对称系数α和相对分布系数k。为此,必须做大量的实际测量与统计工作。1962—1965年间,他的3位研究生在他指导下相继在累积误差公式的基础上对“以装配孔装配部件的准确度”、“在型架装配机中安装型架的准确度”和“以光学仪器安装型架的准确度”等课题进行了研究,并做了大量实测工作,取得了典型环节的分布曲线和αk系数。1964年,杨彭基提出了协调准确度的理论,作为飞机生产中解决“协调问题”的基础的同时,他认为不同材料的热膨胀也对装配工艺中的尺寸协调产生重要影响,从而在中国首先提出了热膨胀协调误差问题并给出了计算公式。这样,就把实际存在的物理因素考虑到几何因素中去,更真实地反映客观事实。1965年,杨彭基在《航空学报》上发表了题为“热膨胀对飞机装配工艺的影响”的论文,阐述了他的观点。

建立“计算机辅助设计与制造”学科

1976年,杨彭基带领学生在工厂对数控技术在飞机生产中的综合应用作了初步尝试,1977年发表了“飞机设计生产一体化实践报告”一文,基本上表达了当时中国在这一技术领域的水平,并提出了缩短中国和世界先进国家间差距的措施。为了缩短这一差距,他认为培养人才是最根本的途径,因而从工厂返校后,即在本科生专业中增设了“程序算法语言”和“数学模型”等新课程并亲自讲授。1978年,他开始培养这方面的硕士研究生。1982年教育部下达国务院批准杨彭基为中国首批博士研究生导师的批示后,他培养了中国第一位计算机辅助设计与制造学科的博士生。到1994年,他已培养出该学科的博士20人,在校正在培养的10人。1990年国家批准该学科设立博士后流动站,他担任指导教师。

1978年,正当国内航空工厂与院校把注意力集中于计算机制图、数控加工和数控测量时,杨彭基却首先瞄准了图形显示器(又称图像仪)及其在飞机设计与制造中的作用,写了“光笔图形显示器及其在‘一体化’中的应用”一文。随即亲自和几位教师一起掌握了图像仪的使用及其软件系统,编制了一套工夹具设计应用程序,为实现计算机辅助设计开辟了道路。他同时十分重视建立配备有图形显示器的实验室,于1982年在西北工业大学建成了航空工业部第一套以国产设备为主的“交互式图形显示计算机辅助设计与制造实验基地”。1986年,在航空工业部的资助下,基地更新了设备,建立了以PRIME—550Ⅱ为主机的计算机辅助设计系统。系统的建立为研究生的培养和科研的开展起到了重要的作用。1992年获得世界银行贷款,在西北工业大学建立计算机辅助设计与制造国家专业实验室。在筹建中,他亲自参加设备选型、软件选择的论证会,常提出重要的决策性意见。

1981年,杨彭基担任了航空工业部“六五”关键课题“7760计算机辅助设计、制造与管理系统”的顾问。这是一个由研究所、工厂、学校共同组成、有140多位专家参与的大型集成化软件系统,1986年完成,被《科技日报》和中央电视台共同评选为1986年全国十项重大科技成果的第一项,1988年获国家科技进步奖。他自80年代初就指导研究生从事利用图形显示器编制多轴数控加工程序。经过10年的实践、提高、再实践、再提高,形成了完整而实用的NPU(西北工业大学)计算机辅助设计与制造系统。这个系统于1992年在国家科委组织的“全国自主版权软件”的考评中获计算机辅助制造项第一名,其代表作“大型水轮机叶片系列几何造型及多轴数控加工图像编程系统的研究”于同年获国家科技进步奖。十多年来,他还接受了如航空工业部某型号工程计算机辅助制造技术关键等多项科研任务。杨彭基对承担科学研究任务有个主导思想,即学术上是国际水平的;是国家的重大科技任务;要有较大经济效益。他还说过:“对国民经济有重大作用、国防上需要的重要项目,哪怕赔钱也干”。

杨彭基及其同事们经过多年努力,在人才培养、实验基地建设、科学研究等方面取得显着成就,终于形成了计算机辅助设计与制造学科。1984年杨彭基被正式任命为西北工业大学该学科领导小组组长。1986年学校成立了跨系的计算机辅助设计与制造研究中心,他出任中心主任。1985年他在《航空学报》上发表论文“计算机辅助飞行器设计与制造概况”,阐述了计算几何、交互图形显示学、数据结构和数据库、数控技术是支承计算机辅助设计与制造学科的四大技术基础,从而为这一新学科的建立提供了理论依据。1984年和1986年这一新学科连续被航空工业部确定为部重点学科,1988年被评为国家教委重点学科。西北工业大学计算机辅助设计与制造学科一直坚持“老中青结合,建设人才梯队,团结一致共同奋斗”的精神,这也是该学科在国内享有盛誉的主要因素之一。

计算机辅助设计与制造学科的建立是杨彭基对中国科技事业的一个贡献,实现了他生平“从事航空工程、振兴中华”的宿愿。

杨彭基 - 培养人才

杨彭基自1942年起从事教学工作已半个世纪。

他在指导研究生时,强调理论联系实际,强调提高理论水平,强调为国民经济服务。他一般要求完成论文分两个阶段:第一阶段结合实际任务,发现高难度问题,要求从理论上予以解决;第二阶段,针对所发现的问题进行深入研究,要求取得有国际水平的成果。研究生们用6个字概括导师的培育,即“管得严,放得开”。“管得严”是指要求研究生在业务上和思想品德上都要高标准;“放得开”是指在学术思想上广开思路,百花齐放。因此,他培养的研究生的水平,在后续学习和实际工作中得到国内或国际认可。博士学位论文“空间三角网格上的C和G插值”受到世界著名计算数学家波姆(W.Bo,hm)教授的重视并为论文作者申请到“洪堡奖学金”。博士论文“多结点布尔和曲面交互飞机外形设计”受到诺丁汉大学生产工程系系主任卡莱特(Carlett)教授的赞赏,邀请论文作者去该大学做博士后研究。1991年得到学位的二位博士生被国务院学位委员会授予“作出突出贡献的中国博士学位获得者”,同年被西北工业大学破格提升为教授。

杨彭基对博士生在政治思想上要求同样严格。每当他们出国前都要对他们讲:“我对出国深造是很支持的,但是总希望学成后回国。学完后多呆一段时间,取得国外经验和技术,我也赞成,但希望最终能回来为国家出力。”在他所培养的20名博士生中有6名曾先后出国,已有5名回国。

受到杨彭基教育的学生对他都有深厚的感情。一位1991年破格提升为教授的年轻博士生在他的论文的“致谢”中写道:“整个论文工作的完成凝结着杨老师的心血。他那渊博的知识,严格的治学态度,以及言传身教的学者风范将使作者受益终生。”交通大学航空系50年代初毕业生、学部委员顾诵芬,1992年4月撰文回忆老师教诲时仍然记得:“在大学里最后一年杨先生教飞机设计,而且作了一个相当份量的设计作业,对我来说受益很大。印象最深的就是设计一定要有规范。我一接触到飞机设计就关心规范的收集。在设计教练机时,收集到英国的AP—970、美国的CAM0、苏联1947年的强度规范,避免了出大漏洞。这就不得不使我感激杨先生的教诲。”

早在“文化大革命”前,杨彭基就向党组织递交了第一份入党申请书。粉碎“四人帮”后,他再一次提出了入党要求,终于在1981年6月加入中国共产党,作出了一个知识分子慎重的选择。他常说:“十一届三中全会以后的年份,是真正能做些工作的年份。由于方针政策正确,创造了一个安定团结的局面,实行了改革开放,否则我个人本事再大,也没用处。”杨彭基已年过八旬,仍在教学、科研一线辛勤耕耘,因为学科还需要他发挥带头人的作用。

杨彭基 - 主要论着

1杨彭基.飞机动态安定性研究之发展与现状.科学世界,1938,(4—5):123125

2杨彭基.螺旋桨飞机与反应推进飞机性能之比较.科学世界,1938,(4—5):141—144

3杨彭基.飞机和导弹制造.北京:国防工业出版社,1963

4杨彭基.飞机生产几何准确度基础.西安:西北工业大学教材,1964

5杨彭基.热膨胀对飞机装配工艺之影响.航空学报,1965,1(1):49—57

6杨彭基.光笔图形显示器在‘一体化’中的应用.国外航空,1978,(10):33—48

7杨彭基.展望计算机辅助设计与制造.航空与航天,1983,(1):8

8杨彭基主编.交互式计算机图像显示学.北京:航空工业部教材编审室教材,1983

9杨彭基主编.制造工程论文集.西安:西北工业大学科技资料,1983

10杨彭基,米东.三维物体实时设计及视图显示.航空与航天,1983(2):1—7

11杨彭基.计算机辅助飞行器设计与制造.航空学报(工程增刊),1985,(试1):4—11

12杨彭基主编.中国大百科全书.航空航天卷(制造与材料分支).北京:中国大百科全书出版社,1985

13YangPengJi.TechnicalOpeningRemarks.ProceedingsoftheSino—GermanCAD/CAMConference,1987,5—6.

14杨彭基主编.计算机图形显示技术.北京:国防工业出版社,1989

15杨彭基.软件开发的几个问题.航空与航天,1990,10(3—4):15—17

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