強國復興有我丨翟婉明:人生與中國高鐵“耦合”
對中國高鐵研究的頂尖科學家翟婉明來說,人生第一次乘火車“根本不是一種享受”。
1981年,翟婉明考上西南交通大學。他坐火車從家鄉江蘇靖江前往四川峨眉,路遇塌方,輾轉上海、昆明,花了三天四夜纔到,一路上忍受着飢餓、擁擠和疲憊。
火車能不能跑得更快些?能不能坐得更舒適些?這些問題從此成爲翟婉明學習和研究的驅動力,並持續40多年。直到中國高鐵領跑世界的今天,作爲中國科學院院士、美國國家工程院外籍院士、西南交通大學首席教授的翟婉明,依然沒有停止追求這個問題的更優解。
學生時代,他如飢似渴地學習,除了每週六看一場露天電影,他幾乎沒有別的娛樂活動,大多數課餘時間都在上自習,因此打下了紮實的專業基礎。1991年,28歲的翟婉明被破格晉升爲副教授。1994年,31歲的他再次破格晉升爲教授,成爲當時全國鐵路領域最年輕的教授。
翟婉明是恢復高考後、改革開放初期較早的一批大學生。大學期間,他提交了入黨申請書,1985年研究生入學後,他終於加入了中國共產黨。他說,我出身農村,深知自己能有機會上大學,離不開黨的好政策。
讀博期間,計算機資源不足,翟婉明就“錯峰”使用學校的機房。白天機房裡人多,他就開展理論推導、分析,晚上別人走後,他鑽進機房,把一組組計算參數輸入到不同的計算機同時計算,第二天在別人來之前他早早地把計算出來的一大批數據取走。
現在,他依然保持着“錯峰”工作的習慣。成爲院士後,他面臨着更加繁重的工作任務,但每天11時到13時、17時到19時,也就是別人下班、吃飯的時候,都是他沉浸在學術海洋的安靜時光。
翟婉明長期從事鐵路工程領域動力學與振動控制研究。在經典的車輛動力學和軌道動力學理論基礎上,他創建了車輛-軌道耦合動力學全新理論體系,建立了車輛-軌道統一模型,提出了機車車輛與線路動力性能最佳匹配設計原理及方法。
他還主持研究建立了列車-軌道-橋樑動力相互作用理論,提出了適合於大系統動力分析的新型快速數值積分方法,開發了高速列車過橋動態模擬與安全評估系統。這些成果被國際同行總結爲“翟模型”“翟方法”,成功用於解決中國鐵路提速及高速鐵路重點建設工程中的一系列技術難題。
他的研究始終紮根在中國鐵路發展的現場。這位學者認爲,從書本到現實,有很大的不同。“理論再好,不到實踐中接受檢驗,就是紙上談兵”。
爲了驗證自己的研究,翟婉明常常跟着鐵路安全員一根軌枕、一根軌枕地走,到現場尋找答案,開展了大量調研和現場試驗。2008年京津城際鐵路開通之前,鐵道部組織了高速行車試驗,爲了採集一座特大橋上的高速行車動力學性能指標,他帶着測試團隊在現場一待就是35天。
“每一趟車通過的數據都很寶貴。”說起在京津城際採集數據的過程,翟婉明難掩興奮。他記得,列車通過的最高速度達到390公里/小時,這是當時中國鐵路跑出的最高速度,獲得的測試數據對於他們的理論研究具有重要價值。
翟婉明表示,過去現場試驗機會很少,但伴隨着中國鐵路6次大提速以及隨後的高鐵大發展,這樣的機會越來越多。2011年年初,在京滬高鐵某段線路測試現場,列車的速度超過430公里/小時,翟婉明團隊測取了軌道動力學與周邊地面振動特性,據此發表的研究論文,到現在也是全球獨一無二的,得到了國際同行的廣泛關注和引用。
在理論-試驗-應用-理論的螺旋式進程中,翟婉明的研究碩果累累,也被應用於中國高鐵一個個工程現場。比如以前鐵路橋樑的設計標準只適用於200公里/小時以下的行車速度,提速後,準確評估高速列車通過橋樑的安全性至關重要。翟婉明領銜的跨學科聯合攻關組經過艱辛努力,提出了列車-軌道-橋樑動力相互作用理論,建立了高速列車過橋的動態設計安全評估方法,成功解決了上述工程難題。
他的理論專著《車輛-軌道耦合動力學》已經出版至第四版,2020年又出版了英文版,享譽海內外。國際車輛動力學協會前主席Hans True教授評價說,這是鐵路車輛-軌道動力學聯合領域的第一部著作,有助於中國在極短的時間內發展世界上最大的高鐵網。
在他工作的西南交通大學,每年都有許多外國同行特別是青年學者來訪問學習,“因爲這裡的研究覆蓋了高鐵發展的全領域,外國同行開始認識到中國纔是高鐵研究的高地。”翟婉明說。他也經常受邀到軌道交通領域重要的學術會議上作主旨報告。
現在,翟婉明還在以自己的研究實踐繼續回答青年時代提出的問題,他說:“中國高鐵將沿着兩個目標繼續前進,一是更高速,二是更智能,讓中國高鐵持續領跑世界,服務人民羣衆。”(鄧超 雷顏 中青報·中青網記者 王鑫昕)