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走近南航的科研“不老翁”———访自动控制专家、制导与控制学科学术带头人沈春林教授



沈春林教授


  人物简介
沈春林,浙江绍兴人,1958年毕业于南京航空学院航空仪表与自动器专业,博导、自动控制研究所所长、导航制导与控制学科学术带头人,中国飞行控制研究所兼职研究员、美国纽约科学院院士、IEEE学会高级会员、1966IEEE/S.S.主席、江苏省航空航天学会自动控制专业委员会主任,享受国务院特殊津贴。曾多次受美国、俄罗斯、日本、中国香港等地的大学邀请进行学术访问,曾在美国新墨西哥大学任教,连续担任八届亚太地区控制与测量国际学术会议主席。沈春林长期致力于飞行器控制的教学和科研研究,具有丰富的教学经验和深厚的学术造诣,培养博士生、硕士生80余名,是国内外知名的教授,被列入美国“世界名人录”和英国“国际名人传记”。 其研究涉及数字控制系统、精确制导、低空飞行与突防技术、网络与控制技术、真三维立体显示技术、数字虚拟人体技术、虚拟现实在军事上的应用、虚拟现实在医学上的应用等领域。在国内外发表论文150余篇;出版发行了《飞行控制系统》《自动驾驶仪》《电子线路》《计算机控制系统》《线性系统———计算机辅助设计方法》《数字控制系统》《鲁棒控制系统》等著、译书7部。其科研成果先后获全国科学大会奖、江苏省科学大会奖、国家科技进步奖一等奖、省部级科技进步奖二等奖、三等奖等。曾获“校优秀教学奖”,被授予“先进科技工作者”“有突出贡献的留学回国人员”“优秀研究生导师”等荣誉称号。
  导航、制导与控制学科学术带头人;中国飞行控制研究所兼职研究员;美国纽约科学院院士;连续担任八届亚太地区控制与测量国际学术会议主席;享受国务院特殊津贴专家;入选美国“世界名人录”和英国“国际名人传记”;科研成果曾获全国科学大会奖和国家科技进步奖一等奖;从事科研工作40多年,承接的课题项目多、科研经费多,被同行称为科研“大款”;退休至今仍然承担着科研任务,并连续多年指导学生科创活动获得大奖……诸多殊荣印证着沈春林教授深厚的学术底蕴和非凡的科研经历。初见沈教授,朴素的衣着、慈祥的笑容、随意的聊天,透着学者的风范与大气。逾2小时的访谈,我们领略到一位科研“不老翁”炽热的科研情怀和辉煌的科研人生。
  不凡的科研经历1954年,沈春林考入南京航空学院(南航前身)航空仪表与自动化专业学习,是南航第三届学生,他清晰地记得“刚来校那会儿,学校周边还很荒凉”。1958年,成绩优异的沈春林毕业后留校工作。“我非常幸运,一毕业就参与了学校无人机研制,这也是我国最早开展的无人机研究工作。那时,没有电脑等实验设备,研究人员要把很多时间和精力花在繁琐的手工计算、绘图和编制表格上。虽然研究条件非常有限,但我们的无人机研究还是取得了初步的成果———‘2号无人机’可以进行表演及室外演示。”沈春林参与过2个无人机项目,他在研究中尽情地释放活力,放飞梦想。可好景不长,正当研究深入推进时,已进行了2年多的某研制任务被“叫停”。 1961年,沈春林回到学院从事教学工作,“我主要讲授 《自动驾驶仪》等课程,自己编写讲义,然后送到学校印刷厂铅印”。
  为了进一步开阔学术视野、拓宽科研思路,1981年沈春林以访问学者的身份前往美国新墨西哥大学电器与计算机工程专业学习。2年半的国外访学结束后,沈春林一边教学,一边开展低空突防中的地形跟随技术研究,“有了这一技术,超低空飞行的飞行器可以躲开雷达的捕捉和攻击。”在国家“八五”计划、“九五”计划的资助下,沈春林在该领域的研究长达7年之久,其研究填补了国内空白。对于这一具有前瞻性、开创性的研究方向,沈春林对其导师郑衍皋敬佩不已:“郑老师的学术思想和研究思路极具前瞻性和挑战性,当国人还未认识到地形跟随和低空突防技术的应用前景时,郑老师早在“七五”计划期间就带领包括我在内的研究生开始了该领域的研究。”
  上世纪80年代末,二维平面研究已经相当成熟了,沈春林便带领学生开始了三维立体技术研究。“起初,我们研究的是准三维技术,通过三维显示系统,即三维建模,将一个肉眼几乎看不出来、微米级厚度的棱镜贴到电视机显示屏上,从而实现三维效果。”在完成了首个“863”子项目后,沈春林转而承接了另一个“863”子项目,进行真三维技术研究,“和以前做三维显示模型不同,真三维技术研究需要研发出软、硬件全套设备”。2005年,沈春林在国内首创了“真三维立体显示系统”,这项技术在空中管制、虚拟现实、卫生医疗、传媒广告、地质考察等领域有着广泛的应用前景。2006年退休后,沈春林仍然继续着真三维技术的研究工作。
  目前,沈春林又进军绿色能源研究,“我们与中科院合作,组成了一支科研团队,并已着手开展高效太阳能发电系统的研究。一些企业也想和我们合作,建立太阳能发电厂。”沈春林表示,“关于高效太阳能发电系统的研究才刚起步,从理论研究到工程项目的实施,还有很长的路要走。只要身体允许,我会一直做下去,这毕竟是一项利国利民的研究呀!”不悔的科研人生科研多变,追求不变。无论世事如何变幻,无论科研如何艰辛,沈春林始终以满腔的激情、不懈的努力,在科研的天地书写着无悔的人生。“文革”前,正带着学生在西北下厂生产实习的沈春林接到电报赶紧回校。1966年文革爆发后,学校开始停课闹革命。他躲开打打闹闹的武斗,买了示波管等一些零件,在家“捣鼓”起小发明———组装收音机和电视机。“我先后组装了5英寸、9英寸、12英寸等大小不一的电视机,那时难得几家有电视机,邻居的好多大人孩子,都跑来看我装的电视机,一屋子人围坐在一起看,那场面真是热闹。”1968年,文革进入复课闹革命阶段,沈春林便组织学生重返课堂。
  其间,学校接到国家下达的“长空一号”无人机研制任务,沈春林便参与到该型号的研发工作,主管控制系统。“从系统研制,到试飞验证,再到飞机定型,整整耗时8年,一个个棘手的技术问题把我们搞得 ‘头破血流’啊!”沈春林说,参研人员把“长空一号”研制过程,形象地称为“8年抗战”,其研制的艰辛可想而知。“我们只用了1年多的时间,控制系统就研制出来了,而由于缺乏工程实践经验,试飞试验耗了近7年的时间。每次试飞,总会出现这样那样的问题,归根到底还是可靠性问题。着急上火没有用,只能一次次地排查原因。”沈春林记得,最辛苦的日子莫过于在酒泉试飞的阶段,“寒风刺骨,气温零下20多摄氏度,为防止螺帽螺钉等零件掉落,安装时不能戴手套,手几乎被冻僵。”沈春林说,如果不小心掉了一颗螺帽螺钉,就必须找到,否则飞机不能起飞。在“长空一号”研制中,沈春林深切地感受到“理论要和工程实践相结合;没有工程实践经验,完成科研项目则要走很多弯路。”8年工程实践的砥砺,对他日后的教学和科研产生了深刻的影响。
  伴着对事业痴情追求的,是沈春林“科研报国”的一颗丹心。上世纪80年代初,沈春林作为访问学者被派往美国新墨西哥大学,由于学术造诣深、国际影响大,他被该大学聘任。虽然美国的工作环境和生活条件优越,但沈春林不为所动,在新墨西哥大学教了半年书后毅然回国。在他看来,只有将科研扎根于祖国大地,人生才能有价值、有意义。“科研报国”的炽热情怀和宽广胸襟,让沈春林的科研之路越走越宽。40多年里,沈春林在不同的研究领域都取得了骄人的成绩:发表论文150余篇;出版发行了《飞行控制系统》《自动驾驶仪》《电子线路》《计算机控制系统》《线性系统———计算机辅助设计方法》《数字控制系统》《鲁棒控制系统》等专著、译书7部;科研成果先后获全国科学大会奖、江苏省科学大会奖、国家科技进步奖一等奖、省部级科技进步奖二等奖等多个奖项;获得“先进科技工作者”“有突出贡献的留学回国人员”“优秀研究生导师”等殊荣;培养出80余名硕士、博士等高层次专业人才。不老的科研情怀在沈春林的人生字典里,似乎只有“科研”二字。年逾古稀的他并未在游山玩水、含饴弄孙中安享退休生活,退而不休的他继续着挚爱的科研工作。由于不能独立申报国家基金课题项目,沈春林另辟蹊径与中科院开展合作,参与“863”课题深入进行真三维显示研究。“我们研究的是‘裸眼’条件下的真三维显示,即不戴特制的眼镜也能看到三维景象。”时下,其真三维技术已成功应用到教学、科研、展示、广告、娱乐等领域。退休至今,沈春林已经参与了3个“863”基金项目,目前仍有科研任务在身。频繁出差、刻苦攻关……在旁人眼里,做科研是很苦很累的事,沈春林却乐此不疲,正如他所说:“我没有什么兴趣爱好,科研是我唯一的爱好。”
  此外,沈春林还是指导学生频频斩获“挑战杯”大奖的 “幕后英雄”。 自2009年起,他就负责我校“挑战杯”参赛的技术指导工作,并连续多年助力学生夺得一等奖、金奖等。“‘挑战杯’比赛包括技术、演绎、答辩等好多环节,对学生的要求相当严格;比赛准备将近一年的时间。”沈春林说,为了不影响正常的学业,同学们只能利用寒暑假及课余时间准备“挑战杯”比赛。“这不仅需要学生有浓厚的科研兴趣、丰富的理论知识、较强的实践能力、创新的思维方式,还需要学生具备吃苦耐劳的品质、团结协作的精神。通过参加比赛,学生的实践能力和综合素质会有很大的提升。”2009年,沈春林指导学生做的是数字水幕墙项目,这一成果如今已经在中国科技馆展出了,“馆长反馈说,我们研发的水幕墙比从德国进口的性能要好,能做到互动,水幕里需要什么就能通过键盘输入以达到效果,且价格便宜很多,从德国进口的要240万,而我们的只要几十万。”沈春林欣慰地说,此项科研成果现已产业化。2011年做的“挑战杯”项目———360°大场景环视动态显示系统,被央视、《中国航空报》《南京日报》等全国17家媒体所报道。如今,这一系统也已产业化,并开始订单生产。
  “莫道桑榆晚,为霞尚满天。”沈春林的人生因科研传承而熠熠生辉。“我是很幸福的人,儿女不用我操心,几十年来,家务事全靠老伴。退休后,我除了要完成科研任务外,就是指导学生科创活动,老伴劝我别太累,但我喜欢科研,喜欢跟学生在一起,也就不觉得累了。”在沈春林看来,把专业知识和科研方法教给学生,是他最大的幸福。“结合科研工作指导和培养学生,既为社会培养了有用人才,也充实了自己的退休生活、实现了人生价值。”走过数十年的科研生涯,沈春林感悟良多:科研是条单调而乏味的漫长道路,要耐得住寂寞,忍得住孤独;做科研,不能太功利,要有奉献精神……和南航相伴走过半个多世纪,沈春林对学校快速发展的势头欢欣鼓舞,“南航的发展有着‘天时、地利、人和’的优势,进入世界一流研究型大学的目标一定会实现。”适值60年校庆,尚奋斗在科研一线的他更是有话要说:“目前,我校某些研究偏重于计算机验证,物理验证相对较少,这无疑会使学校的发展受限。”他认为加强学科建设,既要注重前沿学科的发展,又要注重工程和理论的结合;要做好实验室建设,尤其是有特色的实验室建设。而实验室建设则要有明确的方向;要集众之力才有可能做到科研前沿;要加强实验室的开放度,最大程度地实现资源共享;不仅要有计算机仿真成果,更应该多出物理系统成果。”