2017年5月5日,擁有我國自主智慧財產權的C919大型客機在上海浦東機場成功首飛。這個飛機採用了鈦合金製造滑軌和艙門等零部件。首飛現場,一位老人激動不已。他就是中國科學院院士、材料學家、我國鈦合金研究的開創者之一曹春曉。
曹春曉長期從事航空材料研究。他不斷開拓創新型鈦合金和鈦-鋁系金屬間化合物及其製備技術,並開創高低溫交替熱變形、BRCT熱處理等多項新工藝,獲得國家級和部級科技成果16項,其中國家科技進步一等獎1項、二等獎3項,國家發明三等獎2項,發表論著200餘篇。
少年報國心,付與國防業
1934年,曹春曉出生於浙江紹興上虞。在曹春曉3歲時,父親將家人接到上海定居。時任中國文藝家協會首任主席夏丏尊與曹父是摯友,經常到曹家做客。曹春曉回憶道:“父母時常以夏先生作榜樣鞭策我,要做有學問、受尊敬的人。”
曹父常常教導曹春曉:第一,做一個有修養的人,第二,做一個有學問的人。他要求曹春曉,無論學什麼東西都要學到家,學到真本事。
1937年,日軍大舉侵華。上海戰局日益嚴峻,經常有日軍的飛機轟炸上海的居民區。曹春曉和同學們自小就親眼目睹了日軍的種種惡行,愛國之心油然而生,決心為中華民族的復興獻出自己的力量。
“我在初中課本上讀到,偉大的發明家瓦特製造出了‘蒸汽機’,極大推動了技術進步,並拉開了工業革命的序幕,開啟了人類利用能源的新時代。我心底的火把被徹底點燃,當時就產生了奮發圖強、為國雪恥的信念。我要搞科學,要學真知識、真本領。”從此,曹春曉確立了科學報國的理想。
中學畢業後,曹春曉以優異的成績考入上海交通大學,學習機械製造系金屬壓力加工專業。他發現新中國在共產黨的領導下欣欣向榮,呈現出與國民黨統治時期下的舊中國截然不同的景象。
1951年1月,曹春曉所在的南模中學1952級丁組歡送參幹同學留影
“在黨的教育下,我懂得了應該怎樣對待和充實自己短短的一生,把自己的一生貢獻給黨的事業——共產主義事業。是黨指明瞭我新的人生道路,黨是我的重生父母。我決心要加入黨,把我這新的生命,把我的一切貢獻給黨……”
大一時,曹春曉正式向黨組織提交了入黨申請。1955年6月,曹春曉正式加入中國共產黨。
1956年大學畢業前夕,曹春曉獲得了留校任教的機會。但他認為,要想科技強國,必須到國防一線。他毅然向校方提出申請,放棄留校的機會:“我早已立志要製造先進武器,強大國防,抵禦外辱。”
最終,學校被他的赤忱愛國之心打動,將他分配到剛剛組建的北京航空材料研究所,為國防事業獻力。
研製航空用鈦,推動航空現代化
20世紀50年代,世界上許多國家認識到鈦合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,並得到了實際應用。鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。我國的科學家意識到,鈦合金材料對新中國的軍事、經濟和社會發展具有重要戰略意義。曹春曉和同事們爭分奪秒、攻堅克難,展開了鈦合金材料的研究。
1960年,曹春曉等人成功研製出了T-4鈦合金薄板,滿足了“東風113”殲擊機的需求。
1962年,曹春曉又將1958-1961年間科研中的一些實驗資料及其變化規律加以總結,發表了第一篇學術論文《熱塑性變形條件對α+β鈦合金顯微組織與機械效能的影響》。該成果打破了鈦合金壓力加工的常規,提出了“超高溫鍛造”和“相變溫度壓延”的創新性工藝方法,大大推動了我國鈦合金材料的研究進展。
1964年,經過和同事的幾番討論後,共同提出,將TC4鈦合金葉片和盤研製作為我國航空用鈦的突破口。
TC4葉片的研發充滿曲折。1966年春節前,TC4葉片裝機試車,但將要試車的時候,有一些廠領導產生了疑慮,因為一旦試車失敗會造成重大事故,破碎的葉片會損壞後面一系列不鏽鋼葉片和其他零部件,導致近百萬元的發動機毀於一旦。因此,試車計劃一度停止。
但曹春曉沒有放棄,他多次反思,決心從無到有,實現鈦合金在航空工業上的應用。他頂著巨大的壓力,到處走訪溝通,反覆討論,最後終於促成了TC4上機試車。
隨著“啟動”一聲令下,發動機運轉起來,發出來巨大的轟隆聲。曹春曉心眼都提起來了,十分緊張。最終發動機運轉正常,各項測試資料完全符合要求,先期試車成功。此外,在後來的多次發動機試車中,均取得成功。
經過曹春曉等人的不懈努力,我國成功通過了第一臺裝有鈦合金轉子葉片的航空發動機長期試車,鈦合金被首次應用到我國航空發動機中。
1978年1月,相關研究成果榮獲全國科技大會獎,這充分肯定了這一研究的重要性。
設定獎學金,培養後繼人才
1997年10月,曹春曉當選為中國科學院院士。他真誠地說:“如果沒有黨的長期教育,沒有各級領導的關心支援,沒有同事、朋友和親屬的真誠合作、幫助和關愛,就不可能有自己的今天。功勞和榮譽是屬於大家的。”
曹春曉將大量精力投入到了對後繼人才的培養中。2001年,曹春曉受邀擔任南昌航空大學學術委員會主任。藉此機會,他積極指導著學校的學科建設和科學研究。經過和校方的溝通,他將昌航給自己的報酬捐贈出來,設定了“昌航之春”獎,用於獎勵在教學、科研和管理方面作出重要貢獻的教職員工。
2007年,曹春曉又出資設定了“春暉”獎學金,用來資助貧困學生。迄今“春暉”獎學金已評選13屆,每年資助12名學生。2009年起,南昌航空大學開始每年從部分新生中選拔優秀學生,設立以曹春曉命名的“春曉班”,培養拔尖創新人才,以感恩和學習曹春曉的大愛精神。
2015年5月,曹春曉和夫人張琲聯向北京航空材料研究院捐贈50萬元。他說“航材院對我恩深似海,這種愛給了我溫暖和力量,給了我技術生命。愛心基金代表了我和妻子張琲聯的微薄心意,了卻了我多年來的心願;如果我院若干有困難的職工能從這一點愛心基金中得到一些有限的幫助的話,那麼我和張琲聯就非常開心了。”
為此,院黨委以曹春曉夫婦的名字,設立了“春聯愛心基金”,用以幫助因急重病、重大災害、意外事故等造成家庭基本生活嚴重困難的職工。
曹春曉的學生黃旭感激道:“我剛參加工作,在讀書期間比較困難,他就把他家的一些還在用的傢俱,像沙發,兩隻沙發送一隻給我們,還經常在生活上幫助和關心我們,我們去申請補助,申請住房,他都給予了我們這些年輕人很多幫助。”
曹春曉始終將自己的科研事業和國家需求結合在一起。他曾這樣總結自己的人生:“我第一大欣慰是自己年輕時選對了道路,抓住了機遇,實現了自己的人生價值,為造福國家和後代多少作出了一點貢獻;第二大欣慰便是現在身體還不錯,還可以繼續為我們航空發動機事業、為我們的國家做些事情。”
文:採集工程專案辦公室/中國科協創新戰略研究院
參考文獻:
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[2]《曹春曉口述資料訪談》,老科學家學術成長資料採集工程
[3]張小紅. 科技報國 鈦愛一生——記著名材料科學家、中國科學院院士曹春曉[J]. 中國有色金屬,2017,(16):54-57.
[4]本文圖片來源於中國科學家博物館(網路版)