2021年9月17日8:00，由西安建筑科技大学力学技术研究院（IMT）开展的力学家访谈，在西安建筑科技大学力学技术研究院（IMT）行政办公室内进行。本期访谈的嘉宾是西北工业大学航空学院院长邓子辰教授。
线上访谈掠影
力学家访谈源于对力学家的致敬，希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下：
问：航空航天技术一向是前端的技术方向，了解到您的课题组是研究超大型航天器在轨运行、空间组装两个阶段的动力学与控制。您能向我们简单介绍下目前仍存在的困难和发展的前景么？
答：
对于这个问题，一会儿的报告也会简单介绍一些。从四月份到六月份，我们国家空间站的三位航天员已经入站。这个是中国航天一个极为重要的大事件，是我们航天领域中一个引领性的工作。就目前来看，我们的空间站还要越建越大。不管是为了人类居住，还是能源利用，还是科学探索，这些都需要大型的空间站及大型的基础设施。所以我们课题组的主要工作是上千米的大型空间站。现在我们有的在轨空间结构，国际上的大概是百米量级，为了适应国家未来发展，特别是大国未来的航天领域的竞争，所以我们计划去建立千米量级的空间结构。这种大量级的结构带来的科学问题与关键技术问题就会非常多，需要我们去攻克这一类问题。我们这个学科，主要是动力学控制。如果结构尺寸越大，我们需要考虑动力学建模，要考虑一些动力学演化的规律。如果结构尺寸越大，空间结构就是柔性的、低频的，那么我们需要面临怎样有效控制的问题。最近我们所关注的是针对上千米的太空结构要做一些地面的实验来验证我们的结果。这些是我们面临的关键问题，所以今年国家自然科学基金委设立一个重大项目，就是关于超大尺度空间结构建造过程中的动力学控制问题。这个问题不仅是我们的课题组，也是我们这个行业内关注的一个问题。大概几年前我们做了一个动力学控制的空间太阳能电站，建造大概需要数千米尺寸。空间太阳能电站主要是能在太空中最大限度高效率的吸收太阳能，把太阳能聚集到一起，以微波的方式传输到地面，地面再通过光电效应把它转化成电能供人类利用。这里面就有很多动力学控制，因为尺寸更大，所以对姿态控制、在轨控制、还有振动控制等等一系列问题，都需要我们去研究、去探索。
问：仿生力学是现在研究的热门方向，无论在大尺度的航天器，还是在微尺度的元件都有应用，您能向我们谈谈您对这个热门方向的理解么？
答：
不管是大型的工程项目，还是自然界的这种现象，本身它都是涉及到多学科。我们以前的研究往往从单一学科入手，但是随着研究的深入，借助于交叉学科、仿生学科，借助于自然界的、动物的或其他生物的体现出来的现象，这些对于我们研究来说是一个很重要的学习途径。这些在大型空间结构其实也有涉及，我们在设计建设用的结构模块需要用到仿生学，比如说轻量化的，多功能化的结构，这些会有意想不到效果。随着我们科技的发展，我们研究问题的深入，交叉学科对整个科学技术的发展，甚至对每一个学科的发展所起到的作用都是非常明显的。现在国家也非常倡导交叉学科这方面的研究，自然科学基金委在这两年也成立交叉科学部，用以鼓励交叉学科研究。交叉学科借助于不同学科展现出来的这种优势，使得不同学科之间联系越来越紧密。
问：从3D打印飞机，到3D打印心脏，3D打印技术近些年不断突破。去年中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着“3D打印机”进入太空完成试验。您能向我们谈谈您对这项技术的看法么？
答：
3D打印技术这几年来，在我们各行各业都有涉及，从它的产生到普及是十分的迅速。我认为3D打印技术对我们这些做结构设计的人来说，特别是在我们的航天结构设计上，从设计到制造上都提供了非常重要的技术支撑。以前我们有很多设计出来的方案，但是当时我们无法制造出来，现在有了3D打印技术，从设计到制造我们都可以实现，并且可以完美的结合起来。然而后续还是有很多的问题，我们需要考虑从地面到太空去实现3D打印技术，其中面临了很多的困难，有环境、重力、在太空中各方面的，还有我们地面上没有的极端环境。现在我们需要考虑如何能够进一步实现这种技术，来支持我们未来航天事业的发展，支持航天领域设计这方面的发展。我认为这是一个非常有发展潜力的技术，可能是直接提升我们制造业水平的一个最重要的技术之一。以前我们设计出来都无法实现的这些设计理念、设计的要求，包括这个高端的、精密的、无法实现的器件，但是通过这种3D打印技术，现在都可以陆续的实现了。
问：近年来您一直从事计算力学与控制理论交叉学科研究，并产生很多的成果。针对交叉学科的研究学习，您能向我们分享下学习心得么？
答：
我从事这方面的研究应该是在读博士期间，我的导师钟万勰先生，在上世纪80年代末就提出来计算和控制的交叉学科的研究。交叉学科从基本理论、到基本方法，再到框架，都是需要相互两个学科之间互相借鉴，从而产生了很多重要的成果。我是一个受益者，跟随我的导师，他本身就站得很高，看得很远，因此我受益了有30多年。最近我也是与很多年轻人交流，我们认为做研究一定要站得高一些，看得远一些，这样你的研究能够有良好的可持续性。我们有很多年轻人隔几年换一个方向，这个方向成果少了又换另一个，没有持续发展的动力。我自身30多年的经历，得益于老先生当年的高瞻远瞩。研究方向的持续性不仅利用到交叉学科发展优势，还需要有基本理论的框架搭建，有理论的逐渐形成，有理论在各个研究领域的渗透。这些都是至关重要的，并且对交叉学科的发展，对交叉学科之间方法的借鉴都起到了非常关键的作用。交叉学科的研究不断开辟新方向，新方向的产生往往就是利用交叉学科的优势，这样对科学研究与人才培养，就形成了非常关键的体系。一个研究人员有好的方向是非常关键的，剩下的就是要努力去钻研这个方向上的关键问题，针对这个研究方向的特点、方法等，深入研究其中的问题。另外做研究时需要沉住气沉下心，不能指望着一年两年的短暂研究。我认为这些是对我们研究人员，特别是对青年学者，在做研究中比较重要的因素。我们这一代人已经到了中年以上了，这么多年的经历是我们的长辈、我们的先生给我们留下的这种致学精神，就是让我们潜心做学问，去甘于坐冷板凳，不受外界的影响。
问：目前是新生开学季的时间，有很多刚刚走向科研的研究生，根据您大量的科研成果与丰富的教育教学经验，您能向我们分享下您理解的科研是什么？
答：
我谈谈自己的这方面的体会吧。我认为作为一个年轻的学者，不管是研究生还是青年教师，做研究时一定要站得高，看得远，选好方向，还有可持续地成长。我认为方向是关键问题，现在很多人做研究时，受到外界的影响太多，没有一个坚定的方向，没有选好关键的难题去研究。现在一方面我们国家倡导去研究国际前沿问题，还有的是国家迫切需要解决的技术难题，这是我们科技工作者做研究时最重要的一个动力。结合这些重要的领域，国家重要的研究问题，将会是科研人员成长过程中良好的经历。我一直认为对于学生的成长，一方面需要课堂教学，再一方面需要高水平的科研工作，这些都是非常重要的因素。如果离开了高水平的科研工作，我们学生，特别是研究生，就难以取得高水平的成果也难以被培养为高质量的研究生。所以我认为这几方面需要密切地结合起来。想好方向，结合国家需求，把高质量的科研工作跟人才培养结合起来，是我们培养这个高质量研究生的重要方法。
采访人：吴凡
撰稿人：吴凡
校对：宋广凯
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