陸元九

陸元九

陸元九,1920年1月出生于安徽省滁州市。1941年畢業于中央大學航空工程系。1949年獲美國馬薩諸塞理工學院科學博士學位。後任該校副研究員、研究工程師,福特汽車公司科學實驗室主任工程師。1956年回國。歷任中國科學院自動化研究所研究員、副所長,航天工業部研究員、所長,中國科技大學、哈爾濱工業大學兼職教授,航天部科技委員會常委,航天部總工程師,中科院技術科學部委員,中國慣性技術學會副理事長,國際宇航科學院院士。是第三屆全國人大代表,第五、六屆全國政協委員。著有《陀螺與慣性導航原理》等。

  • 中文名稱
    陸元九
  • 外文名稱
    Lu Yuanjiu
  • 學校
    中央大學航空工程系
  • 榮譽
    中國科學院院士,中國工程院院士
  • 出生日期
    1920年1月
  • 家庭
    滁縣一個教員家庭

人物簡介

陸元九(1920-)陀螺、慣性導航及自動控製專家中國科學院院士中國工程院院士,國際宇航科學院院士。1920年1月出生于安徽省滁縣。1941年畢業于重慶中央大學航空工程系,獲學士學位。1949年獲美國麻省理工學院博士學位。曾任麻省理工學院副研究員、研究工程師,福特汽車公司主任工程師。1956年回國,在中國科學院自動化研究所工作,1968年調航天工業部門工作,歷任研究員、所長、總工程師、部科技委常委等職。

陸元九陸元九

中國自動控製和航天工程專家。中國科學院院士。中國工程院院士。1920年1月生于安徽來安。1941年畢業重慶中央大學航空工程系,獲工學士學位。1949年在美國麻省理工學院航空工程系獲科學博士學位。1954~1956年在美國福特汽車公司科學實驗室任主任工程師。1956~1969年任中國科學院自動化研究所研究員、副所長。1969年後歷任北京控製器件研究所所長,航天工業部總工程師。陸元九在美國期間從事最優控製、動態系統分析和測試、渦輪機控製等研究工作。1956年回國後,長期致力航天工程控製問題的研究。參加和領導多種航天器控製系統和導航系統的研製工作。著有《陀螺及慣性導航原理》等書。陸元九是中國自動化學會常務理事,中國航空學會常務理事,中國宇航學會理事,1985年當選為國際宇航科學院院士。他是第三屆全國人大代表,第五、六屆全國政協委員。

人生經歷

陸元九祖籍滁縣附近的來安,于1920年1月9日出生在滁縣一個教員家庭。陸元九的父親作為中學數學教員,已是少有的知識分子。家庭給了陸元九良好的熏陶,他5歲入國小,11歲入安徽省立第八中學讀國中。國中畢業後,陸元九考取了有名的江蘇省立南京中學。

30年代的中國國力羸弱。當時陸元九報考的志願是上海交通大學和中央大學。上海淪陷使交通大學開學成為泡影。此時,從南京遷往重慶的中央大學向陸元九發來了開學通知書。在炮火中,陸元九逆江而上,經由武漢、宜昌到達大後方重慶。陸元九初到重慶,在山頂上搭建的平房裏上課。不僅如此,為躲避日軍飛機的轟炸,他們有時還在防空洞中學習。陸元九和他的同學作為中央大學航空工程系招收的首批大學部生,是中國本土第一批系統學習航空技術的大學生。在大學四年中,陸元九學習了發動機專業的必修課,自學了空氣動力學、飛機結構設計等課程,為日後深造打下了基礎。畢業後,陸元九留校任助教,他廣泛接觸航空工程的方方面面,這對提高一個科研人員的理論基礎有著重要意義

陸元九陸元九

40年代中期,公費出國留學考試將舉行的訊息傳來,陸元九不願失去這次機會。他白天工作,晚上努力學習,最終考取了赴美第一批公費留學生。當時,太平洋水雷密布,他隻有選擇印度洋和大西洋航線,從重慶飛到昆明,再從昆明飛到印度加爾各答候船,等船就等了兩個月。環繞半個地球的航行自然少不了磨難,但與陸元九執著理想的胸懷相比,這些隻是人生路上的小插曲。 其父是一位中學數學教員。陸元九從小得到良好的親職教育,先後在安徽省立第八中學和江蘇省立南京中學學習。當時,正值日本侵略我國東北、華北、並爆發了戰爭。日本侵略者的狂轟爛炸激起了陸元九抗日救國的熱情,他參加了南京市學生抗日救國運動並立志要學習航空。1937年考入了已由南京遷往重慶的中央大學航空工程系學習。大學畢業後就任該校航空系助教。在任教期間,陸元九利用學校的良好條件,邊工作邊學習,從而掌握了更為扎實的基礎理論和專業技術知識。1945年,陸元九以優異的成績考取了公費出國留學,進入美國麻省理工學院航空工程系進一步深造,並于1949年獲博士學位。陸元九在美國學習的時期,正值第二次世界大戰剛剛結束之際。當時自動控製技術得到了迅速的發展,慣性技術已在航空和地地飛彈上開始套用,但作為導航則尚處于萌芽階段。

陸元九的導師、著名慣性技術科學家、麻省理工學院教授博士力主將自動控製的理論和方法套用于慣性測量技術領域,即依靠控製技術來提高慣性測量系統的精度。為此設立了儀器學專業的博士學位,陸元九是該學位的第一位得主。由于種種原因,新中國成立時,陸元九和其他許多科學家一樣,未能立即回到自己的祖國而滯留海外。他先後被聘任為麻省理工學院副研究員和研究工程師。後來又在福特汽車公司科學實驗室任研究工程師和主任工程師。優越的科研條件和陸元九的努力鑽研,其學術水準和實際工作能力都得到了很大的提高。在動態測量儀器及設備、渦輪發動機自動控製和自尋最優點控製等方面進行了大量卓有成效的工作。1956年6月陸元九滿懷建設祖國的抱負從大洋彼岸回到了自己的祖國。當時正值組建中國科學院自動化研究所之際,他先後擔任該所研究員兼室主任和付所長。主持開展了飛行器自動控製方面的大量研究工作;慣性器件及測試設備研製;穩定系統研究;慣性製導系統研究;液壓、氣動執行機構和紅外光學敏感技術研究等。

研究內容

慣性技術是對飛機、艦船、火箭等載體進行導航與控製的關鍵技術之一,在軍事和民用領域有著廣泛的套用。二次世界大戰以來,慣性導航技術得到了迅速的發展。在我國,慣性導航技術已在航空、航天、航海和陸地車輛的導航和定位中得到了套用

慣性導航是完全自主式的導航系統,它利用陀螺和加速度計這兩類慣性感測器的測量信息直接計算出載體的姿態、速度、位置等導航參數。它既不向外界發射能量,也不依賴外界的任何信息,具有不受幹擾、可在任何地方使用、動態性能好、導航輸出信息豐富等獨特的優點。目前世界各國都把發展慣性技術放在很重要的位置。近幾十年來,陀螺儀的性能不斷提高,出現了液浮、氣浮、動力調諧和靜電陀螺儀。另一方面,利用物體旋轉物理效應,雷射、光纖、核磁共振陀螺儀也相繼問世,其中雷射、光纖陀螺正在航空、航天領域中得到廣泛的套用。

主要業績

陸元九陸元九

陸元九(1920-)陀螺、慣性導航及自動控製專家。中國科學院院士,中國工程院院士,國際宇航科學院院士。1920年1月出生于安徽省滁縣。1941年畢業于重慶中央大學航空工程系,獲學士學位。1949年獲美國麻省理工學院博士學位。 曾任麻省理工學院副研究員、研究工程師,福特汽車公司主任工程師。1956年回國,在中國科學院自動化研究所工作,1968年調航天工業部門工作,歷任研究員、所長、總工程師、部科技委常委等職。

在國外主要從事自尋最優點控製技術、動態測量儀器及設備、汽車用渦輪發動機的測量和控製等研究開發工作。回國後,參加籌建科學院自動化所和中國科技大學自動化系的工作,參加中國科學院早期的工業自動化、探空火箭、人造地球衛星及一些戰術飛彈的控製系統的研製和開發。在航天部門的主要工作:採用自動控製的觀點和方法對陀螺及慣性導航原理進行深入論述,並利用自動控製技術,改善慣性器件及導航系統的性能;在國內首先開展液浮慣性技術的研製工作,並參加了有關基地的建設;參加、組織或領導液浮、氣浮、撓性等多種陀螺、加速度計、平台及捷聯慣性導航系統的研製,解決動態誤差等關鍵問題;參加、主持人精密離心機、單軸及三軸轉台等大型測試設備的研製以及慣性測試中心的建立;參加多種運載、飛彈和衛星的方案論證以及飛行資料分析和故障分析等。此外,在航天系統中,協助建立起研究生培養體系。

陸元九曾任全國人大代表、全國政協委員、中國慣性技術學會副理事長、國際宇航聯合會副主席等社會職務。

人物作品

1964年他的主要著作《陀螺及慣性導航(上冊)》一書出版。這是我國慣性技術方面最早的專著之一。作者一改過去有關陀螺方面的著作都是以力學的觀點和方法進行論述的情況,而採用自動控製的觀點和方法對陀螺及慣性導航原理進行了深入的論述。他明確指出:1)在普通的垂直陀螺及陀螺羅盤等陀螺儀表中,已經採用了閉路反饋方法或隨動系統的方法;2)在穩定平台系統中,則採用了力平衡式反饋方法來提高系統的精度;3)慣性平台系統中的休拉擺理論相當于自動控製系統中的不變性原理;4)在飛行器控製系統中、陀螺、平台、加速度表都是姿態控製和製導系統中的主要部件。他用自動控製技術的傳遞函式、拉氏變換、方塊圖、動態及穩態誤差等常用的概念和方法,詳細地闡明了陀螺的基本特徵。

陸元九陸元九

在討論兩自由度進動陀螺的套用時,他指出用擺或磁針與陀螺結合在一起,組成閉路隨動系統,在一定範圍內可以提高儀表的性能。但是由于擺是垂直陀螺的反饋部件,磁針是陀螺磁羅盤的反饋部件,而這兩個反饋部件都存在著一些缺點,是沒有辦法通過上述的反饋回路而得到改進的。進一步提高指示方向陀螺儀表精度的方法是利用陀螺組成平台系統。他進一步明確指出:用單自由度陀螺另加力平衡式反饋回路所組成的穩定平台,其功用與一個內、外兩個架構所支承的陀螺相同,但穩定平台的性能遠比陀螺的性能要好。在穩定平台上安裝加速度計並按休拉擺條件組成修正回路而構成慣性平台,則慣性平台亦就成為指示鉛垂線方向的儀表了。但它的精度非常高,而且還可以在任意加速度運動的飛行器中使用。陸元九詳細闡述了浮子式積分陀螺及其套用原理。介紹了振動陀螺、粒子陀螺、超導陀螺、流體轉子陀螺、靜電陀螺、靜壓氣浮陀螺和動壓自由轉子陀螺等的工作原理。《陀螺及慣性導航原理》一書對我國慣性技術的發展起了重要的推動作用。它把當代最新的慣性技術原理揭示給年輕的科研人員並在型號研製及其工程套用方面發揮了重要作用。

身處異邦

陸元九被分配進麻省理工學院航空工程系,面臨專業的選擇。當時多數留學生根據國內的學習基礎通常選擇理論方面的專業。但陸元九覺得既然到了美國,就要學習一些新東西。他看到在專業名錄中有一個儀器學專業,這還從來沒有聽說過。經了解,這個專業是著名自動控製專家C·S·德雷伯教授開設的。二戰後,自動控製技術得到了迅速發展,慣性技術已在航空和地地飛彈上開始套用,但作為導航則尚處于萌芽階段。德雷伯教授力主將自動控製的理論和方法套用于慣性測量技術領域,即依靠控製技術來提高慣性測量系統的精度,創立了慣性導航技術。這項技術十分關鍵,美國政府將其列為重要軍事研究項目。儀器學專業,學習的其實就是慣性導航。這個專業需要學習新課程,完成論文前還要進行合格考試,它的難度使得報名者寥寥。這時,喜歡嘗試挑戰的陸元九選擇了儀器學,成為德雷伯教授的首位博士生,在這位世界慣性導航技術之父的引領下,他走進了前沿技術的前沿。

陸元九陸元九

陸元九聰明刻苦,再加上他扎實的功底,成績相當突出。在兩年內,他一直是這門學科唯一的博士生,導師對這位來自中國的學生十分喜愛。從1945年到1949年間,陸元九埋頭學習,並擔任助教,開展了大量工作,取得豐碩成果。 1949年,大洋彼岸的陸元九迎來了兩樁喜事:一是獲得博士學位,二是與留美碩士安徽同鄉王煥葆喜結良緣。獲得博士學位後,29歲的他被麻省理工學院聘為副研究員、研究工程師,在導師的科研小組中繼續從事研究工作。這時,新生的祖國百廢待興。陸元九知道,到了為祖國貢獻本領的時候了。他一邊工作,一邊參加了進步組織,為回國作準備。但此時一道道難關橫在陸元九和祖國之間:第一,中美沒有外交關系,不能辦理回國手續;第二,他從事的研究屬于重要機密,美國當局強迫他辦綠卡永久居留,放他回國更是無從談起。為了擺脫對回國的限製,1950年他退出了科研小組,轉到一個研究核子彈爆炸破壞效應的實驗室,密級降低了。然而,很快抗美援朝戰爭開始了。美國規定中國人作為“交戰國”的公民必須每三個月到移民局報到一次,證明這三個月沒有任何“不法活動”。三年中,陸元九有了兩個孩子。為了家庭,他被迫辦了綠卡,但對于當局提出的加入美籍的要求,他仍然置之不理。

1954年,為了徹底掃清回國的障礙,陸元九離開實驗室,到福特汽車公司研究所進行民用科技研究。此間,陸元九參加了多項先進科技項目的探索,其中包括世界上第一輛氣墊車。後來蘇聯領導人赫魯曉夫訪美,就曾乘坐過這種車。

事業的成功,並不能減弱陸元九的思鄉情懷,他仍然強烈感覺到寄人籬下的壓抑和歧視。機會終于來了,中美達成了協定,用戰爭中的美國俘虜換取中國留學人員回國。著名科學家錢學森借此機會于1955年10月返回祖國。不過即使有了協定,回國手續還是相當麻煩。中美沒有建交,隻有讓印度大使館幫忙。幾經周折,陸元九才辦好了回國手續,準備登船。但在這時航運公司通知,為防天花,小孩必須接種牛痘,可他最小的孩子還太小不能接種。這樣又拖了一段時間,陸元九和妻子、三個孩子才從舊金山登上了返回祖國輪船

獻身科研

在20世紀50年代,慣性導航堪稱世界一流技術。陸元九帶著這一先進技術和熾熱的愛國心回國了,準備大幹一番。

陸元九陸元九

當時,中國科學院正在籌建自動化所,國家分配在這方面有專長的陸元九到自動化所,任研究員、研究室主任,後任副所長,參加籌建和慣性導航技術的研究開發。那時陸元九除了整體規劃,一些雜活也親自過問。在自己的祖國工作,再苦再累他都覺得是快樂。不久,陸元九還請他之後歸國的留美人員楊嘉墀、屠善澄同到自動化所工作。陸元九對我國的自動化研究起了開拓性的作用。這期間,陸元九除進行工業生產自動化研究外,還主持了飛行器自動控製研究、穩定系統研究等,都取得了成果。 1958年,毛澤東發出“我們也要搞人造衛星”的號召。陸元九提出:要進行人造衛星自動控製的研究,而且要用控製手段回收它。這是世界上第一次提出“回收衛星”的概念。與此同時,我國第一個探空火箭儀器艙模型在陸元九和同事們的手中組裝出來。有一張照片航天人都很熟悉,那是1958年國慶節後,毛澤東、周恩來等國家領導人參觀探空火箭模型的情景,陸元九榮幸地擔任了這次展覽的講解工作。

20世紀60年代初,陸元九在中科院、中國科技大學同時負責多項工作,每天都要工作十幾個小時。這期間,他還堅持撰寫專著,把自己在陀螺、慣性導航方面的所學所用編撰成書。1964年,他的著作《陀螺及慣性導航原理(上冊)》出版。這是我國慣性技術方面最早的專著之一。此書一改過去著作都以力學的觀點和方法進行論述的情況,而採用自動控製的觀點和方法對陀螺及慣性導航原理進行了論述。這本書對我國慣性技術的發展起了重要的推動作用。1965年,陸元九主持組建了中科院液浮慣性技術研究室並兼任研究室主任。主持開展了我國單自由度液浮陀螺、液浮擺式加速度表和液浮陀螺穩定平台的研製。在長春,我國第一台大型精密離心機也在他的主持下誕生了。

提要正當陸元九準備以更高熱情投入到工作中時,十年浩劫開始了。造反派給他編造出“特務”的罪名。那些“小將”們問陸元九:“美國的條件那麽好,你幹嘛還回來?不是做特務還是做什麽?!”聽到這些,陸元九不說什麽。他的愛國之情源自從舊中國到新社會的親身經歷,對于那些挨批鬥、蹲牛棚的日子,陸元九隻是一笑了之。在1966年到1978年的12年間,陸元九被剝奪了一切工作。令他遺憾的不僅是這12年時光,他最珍貴的《陀螺及慣性導航原理(下冊)》手稿因抄家而遺失,造成了無法挽回的損失。

擔任所長期間,陸元九積極參加航天型號方案的論證工作。他根據國外慣性技術的發展趨勢和國內的技術基礎對新一代運載火箭慣性製導方案的論證進行了指導,即確定採用以新型支承技術為基礎的單自由度陀螺構成平台-電腦方案。陸元九一直倡導要跟蹤世界尖端技術,並在型號工作中貫徹“完善一代、研製一代、探索一代”的精神。在他的領導下,中國航天先後開展了靜壓液浮支撐技術等預先研究課題以及各種測試設備的研製工作。陸元九極力主張改善試驗條件和設施,以便研製高精度慣性儀表。由于他的努力,國家批準建立了慣性儀表測試中心,為我國慣性儀表研製創立了堅實基礎。

1982年他作為全國慣導與慣性技術專業組副組長、技術咨詢分組組長,力主統籌規劃,明確各研究單位的發展方向,防止低水準重復。他明確提出:套用于運載火箭的慣性器件應突破鈹材套用、動壓馬達等技術關鍵;套用于戰術飛彈的慣性器件要解決快速啓動、末段導引等技術;套用于衛星的慣性器件則要突破長壽命技術。

陸元九還充分利用對外開放的機會,多渠道聘請專家,組織國際會議,進行技術交流,引進人才,促進了我國慣性技術的發展。

陸元九看重人才培養,這是航天專家裏出了名的。在中科院期間,他就組織科研人員進行學習。在航天擔任所長期間,他仍親自給中青年科技人員講授英語和專業技術課。航天系統培養研究生,也是陸元九積極倡導的結果。他努力使控製器件研究所獲得碩士學位和博士學位授予權,在其後的數年中,該所人才不斷涌現。1984年,陸元九擔任了航天工業部總工程師、科技委常委的職務。在他過問下,航天系統自培高學歷人才已成風尚,航天人才斷層問題逐步得到解決。

人物評價

陸元九陸元九

陸元九學識淵博,治學嚴謹,有一種誨人不倦孜孜以求的精神。在科研工作中,對送交他審閱的設計報告、計算資料、研究論文等技術檔案,他都以極其負責的態度認真審閱。對其中存在的問題,他總是以很多的精力幫助分析和糾正錯誤。由于他的嚴格要求和指導,培養了一批講求真才實學,尊重科學實踐,具有良好科研貭素的高中級科研人才。經他主持審查的技術方案和主持鑒定的科研成果經得起實踐的考驗。 陸元九還充分利用對外開放的機會,多渠道聘請專家、組織國際會議,進行技術交流,引進人才,引進先進技術,促進了我國慣性技術的發展。由他主編的《慣性器件》一書出版。在這部著作中,從原理、儀表到系統以及測試技術都進行了全面的論述。是一部三十多年來航天慣性技術研製工作的經驗總結

由于陸元九在慣性導航和自動控製方面的卓越貢獻,受到了黨和國家的信任和支持,得到了同行專家的稱贊以及廣大科研人員的愛戴。他先後被選為中國自動化學會常務理事、中國航空學會常務理事、中國宇航學會理事、中國慣性技術學會副理事長、國際宇航聯合會副主席、中國科學院技術科學部學部委員和國際宇航科學院院士等。並被選為第三屆全國人民代表大會代表和第五、六、七屆全國政協委員。

他的願望很簡單:為中國做點實實在在的事,他的追求詮釋著科學賦予人格的坦蕩之美。20世紀80年代,那些在出國潮中到麻省理工學院留學的年輕人得知:曾有一位中國人在這裏獲得了世界上第一個慣性導航博士學位,他讓美國同行刮目相看。

日常陸元九身邊的人都說他好打交道,但他搞學問就是另一回事了。航天科技集團公司的慣導專家謝天懷是陸元九的門生,他說陸老師的嚴格讓人難以置信,自己的畢業論文總共改了九次,整整寫了一年。在別人那裏輕松過關的事到了他手裏,不是文章改個“大花臉”,就是項目卡殼。陸元九的“多重性格”也由此傳開。

相關詞條

其它詞條