创新之路Way of Innovation
潜心科研路漫漫 愿得此身长报国
轻烧白云石
——记西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室副主任范学领 王文丽航空发动机和重型燃气轮机被誉为现代工业的“皇冠”，是国家综合实力的重要标志之一。一直以来，美欧等西方国家通过其寡头企业，垄断了世界航空发动机和燃气轮机市场。“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，只有把关键核心技术掌握在自己手中，才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。”西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室副主任范学领深知肩上责任之大、担子之重，带领团队瞄准航空发动机及重型燃气轮机的核心难题，自主创新开展关键技术攻关，在国防领域走出了一条属于自己的特科研之路。 为大国重器而战
重型燃气轮机作为发电和舰船动力的核心设备，关乎国家能源和国防安全，是国家科技水平和综合国力的象征，具备极高的战略地位。然而，2000年前，我国高端重型燃气轮机技术基本空白。随后，我国开始引进美国、日本和德国的燃气轮机制造技术，但仅限于非核心技术，外国拒绝转让其关键核心技术。诸如核心的热端部件等核心技术被国外垄断，成为了我国发展先进重型燃气轮机的阻碍。
针对重型燃气轮机研究的困难与现状，依托我国重型燃气轮机制造领域的第一个国家重点基础研究发展计划（国家原
“973计划”）项目，范学领开展了高温
叶片热障涂层强度理论与失效机理研究，
揭示了重型燃气轮机热障涂层的表面裂纹
增韧机理，发明了应变容限可控的涂层设
计与制备方法，自主研制了梯度热冲击试
验装置，突破了我国重型燃气轮机热障涂
层缺乏高温考核手段的技术瓶颈。成果应
用于我国首台F级50M W重型燃气轮机的
自主研发，为我国先进重型燃气轮机制造
核心技术的突破做出了重要贡献，研发的
核心技术还推广应用于中国航发、航空工
业、航天科技、航天科工等国防工业部
门，解决了多个型号研制任务亟需。其
中，“重型燃气轮机热障涂层制备关键技
术与评价方法及应用”荣获陕西省技术发
明奖一等奖。
从无到有，披荆斩棘，重器始成，范
学领团队在着眼国家战略、解决国家重大
需求方面，留下了浓墨重彩的一笔。
助力打造最强“中国心”
航空发动机是飞机的“心脏”。在航
空发动机自主研制方面，我国与世界先进
国家相比仍然存在一定差距，这已成为制
约航空装备发展的“瓶颈”。“十三五”
期间，我国启动实施了航空发动机及燃气
轮机重大专项（“两机”重大专项），旨
在突破“两机”关键技术，推动“两机”麦博m800
自主创新、技术与产品研发，健全产业产
品体系。在此背景下，范学领紧贴国家重
大需求，立足其在燃气轮机领域的坚实基
础，攻坚克难，向航空发动机涡轮叶片这
一核心技术发起攻关。
涡轮叶片是航空发动机中工作条件最
恶劣的部件，又是最重要的转动部件，长
期在高温、高压、高负荷、强腐蚀的极端
环境下服役，因而要求具有极高的综合性
能。带涂层单晶涡轮叶片的服役寿命和可
靠性问题是先进航空发动机自主研制的重
要技术难题。如何确保涡轮叶片在极端服
役环境下稳定可靠地工作及其试验考核是
范学领团队的工作重点。
依托所主持的“两机”重大专项基
础研究重大项目、原国防“863”计划、
装备预研、中国航发、航空工业等项目，
范学领率领团队突破了大温度梯度、高温
范学领
52 科学中国人 2021年1月
升率、高热通量加载的关键技术，自主研制了多型高温试验科学仪器，首次实现了航空发动机涡轮叶片考核截面瞬变温度场的准确模拟，申请/授权发明专利十余项，成果应用于中国航发、航空工业、航天科技、北京大学等多个国防单位和高等院校。其中，“超高温极端服役环境模拟试验关键技术”荣获陕西省国防科技进步奖。
在长期深入航空发动机科研一线的过程中，范学领发现，制造和材料缺陷、装配和维修误差、极端服役环境等均可能导致叶片产生各种各样的裂纹，如果不能及时发现并处理，会严重影响发动机乃至飞机的使用安全。目前，外场裂纹检测仍采用内窥设备与人工判别相结合的方式，可达性差、自动化程度低、劳动强度大。对此，范学领依托装备预研、创新领域基金等项目，交叉融合人工智能技术等，自主研制了航空发动机叶片裂纹智能检测系统，裂纹检出精度达微米级，解决了多个型号航空发动机叶片裂纹在线检测难题。
2019年10月，范学领牵头与中国航发、航空工业等军地多家单位共建“极端环境与防护技术联合研究
中心”，聚焦国防装备领域极端环境与防护重大需求，开展学科交叉、应用导向的基础研究，服务国防建设。
高扬“西迁精神”的旗帜
航空发动机的研制是一项长途跋涉的事业，因为发展技术难度大，需要通过多种试验进行探索，因而研制周期很长，回报很慢。在攻关过程中，范学领团队表现出了特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献的航空精神，“久坐冷板凳”的坚定意志，以及团队之间通力协作的团结特点。
在开展技术攻关之初，范学领几乎从未在午夜12点
之前回过家。
最忙的时候，
他从凌晨两点
开始工作，一
直工作到第三
天，中间几乎三等残废
不曾休息。有
一次，他在24
小时内辗转了
4个城市，吃
饭和睡觉都在飞机和高铁上解决。很多时
候，在飞机起飞之前，他就已经靠在椅背
上睡着了。2020年疫情期间，当大多数人
还安然待在家里的时候，范学领已经率领
团队在实验室里忙活了起来。他们承担了
多个重点型号航空发动机涡轮叶片的科研
攻关任务，在关键型号节点，甚至采取了
三班倒开展试验的工作模式。为按时完成
任务，团队里的学生连暑假都没有回家。
他们用行动践行、传承和弘扬着历久弥新
的“西迁精神”。
有人问范学领：“你这么拼命是为
了什么？”范学领淡淡地回答，“因为我
是西安交通大学的一名教师，老教授们的
变形计爱在远山全集
‘西迁精神’已经深入我们交大人的骨髓
里。与国家共命运、心系国防、服务国家重
大需求就是我们交大老师应该做的事。”
2020年4月22日，习近平总书记来到
西安交通大学考察调研，强调“西迁精
神”的核心是爱国主义，精髓是听党指挥
跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼
吸、共命运。从范学领身上可以清晰地看
到一代又一代交大人传承的“胸怀大局、
无私奉献、弘扬传统、艰苦创业”的“西
机电信息迁精神”。范学领团队就是沿着“西迁精
神”的传承脉络，投身航空发动机及重型
燃气轮机等领域，埋头苦干，取得了一系
列优异的科研成绩。
“西迁精神”的可贵还在于对高等教
育事业快速发展的热忱与期待。身为承上
启下的一代人，接好教书育人的接力棒，
为国家培养更多优秀杰出的人才，是范学
领的工作重点之一。在学生的培养过程
中，他十分重视“授之以渔”和“因材施
教”。除了将自己的知识和经验毫无保留
地传授给学生外，他还注重培养学生的独
立能力，尽可能地为学生们提供更多的实
践机会，让他们在实践中接受挑战，实现
自我成长。同时，他还强调“先做人再做
事”，要做一个有崇高理想、实干精神、
淡泊名利的人，要坚持面向世界科技前沿
和国家重大需求，将自己的追求和汗水融
入到国防事业当中，真正为祖国的安全和
发展贡献自己的力量。
如果说老一辈西迁科学家就如同当年
那列挂着“向科学进军”旗帜的西行列车
一样，带着使命去孕育西部科学的花朵；
那么范学领等新一代在“西迁精神”下成
长起来的青年科学家，正如同一列高速行
驶的列车，满载着科技成果驰援祖国建
设的各个领域。他们是“西迁精神”结出
的硕果，更是“西迁精神”繁衍生息的种
子，向下一代继来者讲述着西迁的故事以
及不灭的“西迁精神”。
计算机网络管理技术
科
团队合影
2021年1月 科学中国人 53
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