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與黨同齡的科學家 | 記我國電磁場與微波技術專家陳敬熊院士

與黨同齡的科學家 | 記我國電磁場與微波技術專家陳敬熊院士


“老科學家學術成長資料採集工程”(以下簡稱“採集工程”)於2010年正式啟動,是經國務院批准,由中國科協牽頭聯合11家部委共同實施的一項科技歷史人文工程。10餘年來,已有五百多位老科學家接受採集,全國上百家單位投入採集工作,累計獲得實物原件132922件、數字化資料318092件,音訊資料527093分鐘、影片資料443783分鐘,已成為國內規模最大、內容最豐富、型別最廣泛的科學家珍貴歷史資料收藏工程,以及從事中國現當代科學史和科技人物研究、科學文化建設的重要平臺,是弘揚新時代科學家精神的重要載體。

本文系根據“採集工程”歷史資料整理而成,在“中國科學家”公眾號等平臺釋出,以饗讀者。

1 服從國家需要,投身新中國航天事業

1921年10月16日,陳敬熊出生於浙江省鎮海縣壓賽堰鄉(現屬寧波市江北區甬江街道)。

1943年,陳敬熊考入上海大同大學電機系;畢業後,他被分配到國民政府交通部第二區(蘇、浙、皖)電信管理局工作;1948年秋,他考入交通大學(現上海交通大學)電信研究所,成為一名研究生。

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1950年7月,陳敬熊國立交通大學電信研究所研究生畢業證書

1950年7月,陳敬熊被分配到上海華東郵電管理局工作,後經同學推薦,被調往北京郵電部電信科學研究所,從事軍用通訊天線設計工作。

1957年,中央決定成立國防部第五研究院二分院——導彈控制系統研究分院。陳敬熊服從組織安排,調入二分院工作,成為新中國航天事業的創業者。

二分院成立後,立即開展了代號“1059”(定型後代號:東風一號)導彈的仿製工作,陳敬熊在天線室工作,首先開展了“1059”導彈天線的理論分析與計算。

由於防空導彈天線和導彈結構密切相關,天線是導彈結構的一個部分,其電氣引數與導彈外形有關,所以與地面天線相比,導彈天線設計有其特殊性。透過分析,陳敬熊和他的同事們以高速飛行器天線繞射問題的研究為工作重點,對導彈天線的理論計算進行了一系列開創性的基礎研究工作。

1959年,陳敬熊率先在國際上提出“Maxwell方程直接求解法”。這種方法較70年代美國人戴振鐸提出的並矢格林函式法要早10餘年,且運算更為簡單、易於掌握、比較直觀、不易漏項。

陳敬熊利用直接求解法,對金屬圓錐體和圓柱體在各種激勵下的電磁波繞射問題,以及求解有源電磁場的邊值問題都做了系統的研究,推匯出了一系列的基本公式並透過實驗驗證其正確性,從而簡化了此類問題的計算過程。他對金屬圓錐體、圓柱體、拋物柱體等設計計算公式的推導,為導彈上天線設計提供了理論依據。這是陳敬熊的一個重要理論成果,也是他在學術上的一個里程碑。

1961年11月,按照五院組織結構調整要求,陳敬熊所在的二分院天線研究室劃歸到第三設計部。1962年2月,他被任命為國防部第五研究院科學技術委員會委員;同年3月29日,他被任命為第三設計部副主任。

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1962年2月,國防部第五研究院科學技術委員會成立留影,陳敬熊(三排右八)

2 遵照上級指示,攻克制導站天線技術難關

1958年,二分院開始仿製蘇制“C-75”導彈,五院和部隊稱該產品為“543”。1964年4月,“543”仿製樣機全部完成,開始定型試驗。經過5次打靶試驗,國務院特種武器定型委員會批覆:“同意‘紅旗一號’戰鬥彈初步定型……”

然而,由於制導站在大多數工作頻率上天線的系統誤差超過技術條件的規定,未能和導彈一起定型。

當時,美蔣飛機入侵偵察活動日趨頻繁,我軍迫切需要部署更多的地空導彈武器系統。在這種形勢下,地空型號定型委員會要求七機部設法解決天線的系統誤差問題。

1965年7月,第七機械工業部副部長錢學森指名時任二院二十三所副所長的陳敬熊負責組織攻關小組,解決制導站天線系統誤差問題。按照錢學森的指示,陳敬熊、李桂生奉命赴西安786廠,與已經在廠參加生產和除錯的其他同志組成攻關小組。

當時,786廠已生產出24部制導站天線,由於效能指標不合格,不能出廠,面臨報廢。攻關小組深入現場做了大量的調查研究,檢視不合格天線的各種圖表,認真分析廠裡實驗的資料。在半年時間內,透過深入的理論分析和上百次的試驗後,找到了天線誤差和頻率關聯這個關鍵性的突破口。陳敬熊透過分析天線誤差與頻率相關的原理,提出了高次模再輻射是引起天線動態系統誤差超差的直接原因,他採用Wiener-Hoph方法嚴格求解了輻射器內激勵出的傳輸模的場分佈,透過簡化,計算出經喇叭口輻射出去的次級方向圖,並根據此公式,畫出高次模的場分佈。

根據陳敬熊給出的這一論斷,攻關小組的李桂生進行了定量計算,理論上證明了在掃描範圍內的系統誤差的快速變化,並給出了定量結果。發現天線系統誤差是由二次本徵模干擾所致這一問題後,他們全力以赴地投入到尋求二次反射部位的緊張工作中。

為了確定這個反射點,攻關小組投入了大量的精力,對反射點進行了逐個測試和實驗資料記錄。經過對大量測試資料的分析,陳敬熊判斷這個反射點部位是在天線的輻射器處,隨後的測試驗證了他的判斷。

找到反射點位之後,陳敬熊提出要在輻射器的背部開槽,安裝一個波導負載用來吸收二次反射波。陳敬熊回到北京向錢學森作了方案的詳細彙報,得到了他的支援和協助。

1966年1月,改裝後的天線進行了實驗,實驗結果證明陳敬熊和攻關小組提出的方案是完全正確的。24部面臨報廢的不合格天線按照陳敬熊小組的方案進行改裝後,滿足使用要求,且指標超過了進口天線,制導站天線問題得以順利解決。

制導站天線問題解決後,導彈武器系統的仿製工作全部結束。之後,國家將“紅旗一號”投入批次生產,裝備到部隊,加強了中國的防空力量。

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“紅旗二號”地空武器系統制導站天線

陳敬熊攻關小組在這次制導站天線設計中取得的創新性成果,後續運用到了“紅旗二號”“紅旗二號甲”等型號的天線設計中,為國防建設作出了突出貢獻。

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1984年,陳敬熊榮獲地空武器系統關鍵技術國家發明一等獎證書及獎章

1984年,國家批准此項技術創新為國家發明一等獎。陳敬熊、李桂生名列第一、二位。

3 加入黨的組織,做一名合格的共產黨員

1954年,陳敬熊第一次向黨組織遞交了入黨申請書。他寫道:

“我對黨的認識是有個過程的,我是舊社會過來的人,對舊社會是深有體會的。舊社會貧窮落後,任人欺凌,其原因所在,我的答覆是科學技術太落後,一切物質文明包括飛機、大炮全是靠技術搞出來的。你沒有先進技術,袛(只)能捱打,袛(只)能任人踩在腳下。要想中國富強起來,一定要有發達的科學技術為前提……因此我對政治不感興趣,很少過問,即使在學生運動期間也很少參與,怕影響學業,耽誤自己的理想……全國解放是一個翻天覆地的變化,我透過一系列學習,特別是學習毛主席的《中國革命與中國共產黨》一書,使我認識到我的想法完全是不切實際的,是不能實現的。我深刻體會到只有共產黨才能救中國,使中國人民富強起來。我希望儘快加入中國共產黨。”

在隨後寫給妹妹陳佐華的信中,他說:“我有許多缺點,我一定要改掉它,爭取做一名共產黨員。”

1957年,陳敬熊在個人思想總結中寫道:

“到北京後看到祖國日新月異地變化,以及當時一些一起工作的黨員同志的優良作風,他們勤勤懇懇地工作,毫不計較個人得失,他們吃苦在前,享樂在後,他們除了自己業務工作外還擔任好多群眾工作。不僅這樣,當時還有好多非黨員同志表現都不錯,也搞了不少群眾活動,自己與他們比較確實相形見絀,大大落後了,我覺得要趕上去才好。”1979年12月26日,二院二十三所科技處黨支部召開支部大會,對陳敬熊的入黨申請進行了大會討論。經表決,全票通過了陳敬熊的入黨申請。

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2001年,陳敬熊學習江澤民主席講話

4 為了黨的事業,培養航天雷達接班人

作為一名電磁場領域卓越的技術專家,陳敬熊一直注重對後輩人才的培養,甘做提攜後學的鋪路石和領路人。

1978年,我國恢復研究生教育制度,陳敬熊認為航天雷達事業的發展需要一批受過研究生教育的高素質人才。1982年,他率先在二十三所招收電磁場與微波技術以及訊號、電路與系統專業碩士研究生,並親自負責招生錄取工作。

當時,碩士研究生入學考試有數學、英語、政治、專業一和專業二共五門課程。兩門專業課由二十三所自行命題,陳敬熊便親自出題、閱卷和麵試。

經過嚴格的選拔,1982年,陳敬熊招收了第一名研究生,成為了二十三所首位碩士研究生導師。

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陳敬熊參加研究生論文答辯會

此後,二十三所的研究生導師隊伍在陳敬熊的帶領下逐漸發展壯大,研究生培養規模和質量逐步提升,為國家航天事業的發展培養了大批人才。

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1986年,陳敬熊北京大學兼職教授聘書

1986年,陳敬熊被聘為北京大學無線電電子學系兼職教授;1987年,被清華大學聘為無線電電子系兼職教授,擔任博士生導師;同年,被北京航空航天大學聘為兼職教授。

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1987年,陳敬熊清華大學兼職教授聘書

百年征程波瀾壯闊,百年初心歷久彌堅。在慶祝中國共產黨成立一百週年之際,陳敬熊也將迎來他的百歲生日。此刻,回憶他圖強奮進、勇於創新為航天事業作出的突出貢獻,以表達我們對他的敬意和祝福。(文:安潔,中國航天科工集團第二研究院二十三所退休職工,陳敬熊學術成長資料採集小組負責人)

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陳敬熊

(1921.10-)

電磁場與微波技術專家

中國工程院院士

來源:中國科學家

分類: 科學
時間: 2021-07-04

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