黃玉珊[中國航空教育家]

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黃玉珊(1917.10.15-1987.6.9),江蘇省南京市人,中國航空教育家和結構力學專家。 1935年畢業於國立中央大學土木工程系,1939年7月獲得英國倫敦大學帝國理工學院航空工程系碩士學位,1940年獲美國史丹福大學博士學位,1940年任國立中央大學工學院航空工程系教授,時年不足23歲,1981年4月創建了西北工業大學飛機結構強度研究所任所長。 黃玉珊畢生從事航空、航天與力學領域的教學、科研和學術領導工作,他的學術貢獻是多方面的,早期從事飛機結構和薄壁板殼的研究,後又致力於疲勞與斷裂的工程研究,他的主要著作有《飛機結構力學》、《斷裂與疲勞》等。他本人單獨或與他人合作在國內外發表論文數十篇。他自己或與人合作的專著、譯著和教材共有10餘部,論文70餘篇。

基本信息

人物生平

1917年10月15日,黃玉珊生於江蘇省南京市, 父親黃奎,字峻崖,早年公費留學日本,追隨孫中山參加同盟會,投入辛亥革命運動,曾在貴州省陸軍學校任教,母親倪端畢業於師範學校,曾任國小教師。他們有四子三女,玉珊為長子。黃玉珊先生的幼年教育,父母極端重視。3歲時專聘塾師啟蒙,後又有武術教席傳授拳術,並備《芥子園畫譜》等臨摹學畫。黃玉珊先生自幼聰慧過人,9歲已熟讀《龍文鞭形》、《論語》、《孟子》、《詩經》等古籍,打下詠詩、習武、繪畫、棋弈等方面的基本功底。

1927年,由表兄陸宗藩指導短期補習數理課程後,進入南京鐘英中學插班初三。當時他只有10歲,而班上同學都在14歲以上。

1931年,夏考取國立中央大學土木工程系,時年尚不足14周歲。

1935年,大學畢業入中央大學機械特別研究班,研習航空工程。一年半的學習,成績優異,但因病未能參加畢業考試,病癒補考,學校規定補考成績以60分為上限,故失去一次保送美國公費留學的機會。

1936年底,從研究班畢業後留校任教。

1937年,赴英國倫敦大學帝國理工學院航空工程系深造。

1938年,作為學生會員參加英國皇家航空學會。

1939年7月,獲得碩士學位。當年9月轉赴美國史丹福大學,師從著名的科學家S.Timoshenko教授,僅一年時間,便獲得博士學位。

1940年,回國任國立中央大學工學院航空工程系教授,時年不足23歲,有“娃娃教授”的美稱。

1940—1943年,任中央大學教授、航空研究院特約研究員。

1942年,他開始兼任中國航空研究院特約研究員。抗戰期間,在中國工程師學會三次年會上,他均宣讀了學術論文,並多次獲得優秀學術論文獎。他每年都有多篇論文在中、外學術刊物上發表。抗戰勝利後,中央大學遷返南京。

1946年,任中央大學航空工程系主任,後歷任浙江大學、南京大學、華東航空學院、西安航空學院、西北工業大學教授、系主任。

1947年9月,他開始代理航空工程系主任職務,同年被選為中國航空工程學會南京分會副會長。此外,還兼任浙江大學航空工程系教授。

1952—1976年間,隨著高等學校的院系調整、搬遷,先後相繼擔任了華東航空學院、西安航空學院和西北工業大學飛機系主任。

1956年,參加中國共產黨。

1962年,經錢學森推薦,黃玉珊被任命為國防部第五研究院顧問;同年,被聘為國家科委力學專業組成員。

1963年,國防部第六研究院聘請黃玉珊兼任該院技術委員會委員和結構強度組組長。

1964年,經國務院周恩來總理任命,兼任國防部第五研究院一分院第五研究所(現航天一院702所,即結構強度與飛行環境研究所)所長。

1971—1978年期間,由國務院、國防科委、中國科學院、第三機械工業部等召開的國際和全國性會議,他就參加或主持了36次之多。

1975年,突發腦血栓病,自5月起他一直帶病堅持工作了17個年頭,即使在他健康每況愈下之時,他仍一如既往地忘我工作。

1978年11月16日,他參加國防科委規劃會議時,腦血栓病復發,病情異常嚴重,經多方搶救才轉危為安,但留下後遺症。

1981年4月,創建了西北工業大學飛機結構強度研究所,任所長。

1987年6月9日,逝世於陝西省西安市。

主要成就

科研成就

20世紀70年代初期起,根據國外航空技術的發展和國內實際需要,他又專致於疲勞、斷裂的科研,是中國舊飛機疲勞定壽和新飛機損傷容限設計的主要創始人。他指導了殲5主梁、轟6梁框、殲6機翼和殲8機翼的損傷容限評定和定壽延壽科研,並主持專家組審定了殲8、轟6、運7、運8、運10等新型號飛機的結構設計方案。

研究板殼理論獲得成果

1940年黃玉珊先生在“具有中面力矩形板的彎曲”的博士論文中,發展了一種降階積分法,巧妙地導出這類薄板彎曲及穩定分析的利維解答。他又套用疊加原理獲得在各種不同側向外載作用下,具有固支邊或自由邊矩形薄板彎曲的利維解答,該成果於1942年在中國工程師學會第十一屆年會上宣讀,受到學會嘉獎。1942年,黃玉珊先生指導的馮元楨的碩士論文《微彎薄曲桿及薄曲板對側壓力的穩定性》,論證對稱的曲桿或曲板,受對稱的側壓力時,能因受不對稱的小擾動,而使失穩臨界壓力顯著減小。這個主題經久不衰,至今非線性屈曲研究仍在進行。馮元楨於1952年撰寫的一篇NACATN2840報告中指出,這類問題的命題和解法是黃玉珊先生老師所創立的。  黃玉珊先生根據航空、船舶等薄壁結構的特點,又提出一種探討平板失穩分析的新命題。他考慮到加筋條間的板長小於板寬,根據橫筋彎扭剛度比,簡化成四種典型支持情況,求出相應的利維解答。 

20世紀60年代初期,為適應航天結構分析的需要,黃玉珊進行了薄壁圓管受軸向壓力失穩成菱形波後繼續坍垮時的承載能力的理論分析和實驗研究。他注意探索A.帕格斯利(Pugsley)等人的理論分析與試驗結果相符較差的原因,通過實驗觀察到失穩菱形波中三角平板再繼續變形的情況,它並非像帕格斯利等人所認為的主要是剪下變形,而是沿縱向還存在很大的壓縮變形。於是他同時考慮剪下與壓縮變形,套用塑性極限分析的能量原理,導出了新的理論公式。新公式除了像帕格斯利等人的公式能求出平均坍垮載荷外,尚能進一步求出坍垮載荷的上、下限,並與實驗結果符合較好。

深入研究薄壁結構力學解決工程問題

在薄壁結構工程梁理論的某些著作中,結構的彎曲軸與剖面彎曲中心的軌跡常發生混淆。1939年黃玉珊先生的碩士論文“彎心軌跡與彎軸的區別”和他在1941年的論文,從物理概念上澄清了這一問題,並套用最小功原理得出彎心軌跡與彎軸相差甚為懸殊,彎心軌跡較為平直,而彎軸甚為曲折,但彎軸始終鏇繞於彎心軌跡之兩側的重要結論。這一結論和對德哈維蘭(DeHavilland)公司生產的一種機翼的實測結果符合較好。60年代初期,黃玉珊首先把直接設計法推廣到薄壁結構,發表了兩篇論文(1961,1964),所用方法原理簡明,計算迅捷,適宜於結構局部修改,也適用於最佳化設計。50年代末,黃玉珊先生首先推廣此法直接求解多空剛框,獲得成功。1960年,黃玉珊先生基於最小能量法、柱比分析法等發展了一種變截面橢圓形彈性隔框的工程計算方法。。

自激振動理論的學科帶頭人

1957年黃玉珊先生在他主持的西安航空學院飛機系建立了氣動彈性力學課題組,50年代末60年代初,該課題組與各研究所密切合作,先後完成了殲教1飛機顫振模型實驗、飛彈彈翼超音速風洞顫振實驗等項任務。以後,又進行了殲6改型機機翼、殲7改型機機翼以及大型運輸機的T形尾翼的顫振分析計算。

在黃玉珊先生主持下,西北工業大學還成立了飛機前輪擺振課題組,並於1960年建成了中國第一台可用於實際型號研製的擺振實驗設備。它實際上是中國1984年以前新機研製與舊機改型中前輪擺振實驗的唯一設備。在這台設備上做過實驗的飛機型號有殲5、殲6、殲7、殲12、強5、圖4、運12和一種新農業機等。

為解決飛機的疲勞、斷裂和可靠性做出貢獻

黃玉珊先生主持和參加了6項有關科研課題:“裂紋擴展及超載遲滯”、“應力強度因子手冊”、“飛機結構損傷容限設計指南”、“裂紋檢測機率”、“殲6機使用壽命和檢查周期”、“殲5主梁裂紋”,共9次獲得國家級和部、省級獎勵,其研究成果對中國制定國家軍用標準、編制飛機結構損傷容限設計指南等起了重要作用。他提出的被譽為“黃氏模型”的半線性Willenborg模型,是工程結構疲勞壽命計算的一種新方法。80年代初期,黃玉珊先生在第三屆全國斷裂學術會議上提出“用可靠性原理修改美空軍損傷容限規範的建議”,並針對某些飛機典型構件進行了可靠性分析。

主要論著

1 黃玉珊.具有固定邊及自由邊之長方形薄板.工程,1943,16(1):103—110

2 Huang Yushan.Buckling of plates with lateral stiffeners.J.Royal Aero.Society,1941,45(370):326—330

3 黃玉珊.彎曲軸與彎曲線.航空機械月刊,1941,5(2):20—23

4 Huang Yushan.Column analogy for multi—connected rigid frames.Scientia Sinica,1959,8(6):568—579

5 黃玉珊,朱思俞,仇宗寶.橢圓形彈性框的計算.西北工業大學學報,1960,(3):80—108

6 黃玉珊.飛機結構力學.西安:西北工業大學教材,959

7 Huang Yushan.Stiffness of beams and cabled.Aircraft Eng.1939,11(126):314

8 黃玉珊.直柱上有彈性絞鏈或局部削弱時的臨界壓力.北京航空學院學報,1956,1(1):10—23

9 黃玉珊,諸德培.飛行器結構設計與強度的現狀與發展.航空學報,1984,5(2):103—110

10 黃玉珊.飛機設計中的疲勞問題.航空學報,1957,(1):62—66

11 黃玉珊.劉雪惠.半線性W出enborg遲滯模型.西北工業大學學報,1983,1(1):71—78

12 黃玉珊,傅祥炯,倪惠玲等.損傷容限與耐久性設計思想的發展與展望,第四屆全國斷裂學術會議特邀報告.航天航空科技,1986,(4):5—12

人才培養

黃玉珊從1941年便開始指導研究生, 是中國最早一批的研究生、博士生和博士後導師。在中國航空航天界的結構強度領域,一批批廠、所的中、青年業務骨幹也是在他指導下得到迅速提高的,黃玉珊先生一貫重視開創性的新興學科的科研工作,並強調與工程實際相結合。從50年代起,他先後開展了結構分析的矩陣方法、飛機結構疲勞、高溫結構強度和氣動彈性力學等科研工作。1956年中國開始研製殲教—1噴氣式飛機,就得到了黃玉珊先生的指導,1961年中國第一個飛機設計所在瀋陽成立,黃玉珊先生應聘兼任技術顧問,他結合當時正在設計的超音速殲擊機,指導該所開展了小展弦比翼面強度、柱殼與錐殼穩定性和結構熱強度的分析研究。 學生有西北工業大學李玉龍教授、南京航空航天大學郭萬林教授、 美國工程科學院院士、生物力學創始人馮元楨教授。

社會任職

曾任陝西省政協委員、國家科學技術委員會力學組成員、航空工業部科學技術委員會特邀委員、中國航空學會理事兼結構設計與強度專業委員會主任、 擔任《力學學報》、《航空學報》、《力學進展》和《固體力學學報》編委和《中國大百科全書·航空航天卷》“設計、結構、試驗”學科主編。 西北工業大學諮詢委員會委員。

黃玉珊曾任中國力學學會、中國航空學會第一、二屆常務理事、第三屆理事。

人物評價

黃玉珊[中國航空教育家] 黃玉珊[中國航空教育家]

東南大學:黃玉珊先生學識廣博精深,處事認真果斷,思想敏捷,工作效率很高。他講究原則,任人唯賢,辦事公正,治學嚴謹,深受人們尊重。他對自己要求十分嚴格,對人寬厚謙和。黃玉珊先生熱愛祖國,熱愛人民,熱愛航空事業。

西北工業大學:黃玉珊先生熱愛祖國、忠誠教育、獻身航空、勇於探索、追求真理的精神,以及黃先生為推動航空科技進步、人才培養和學科建設與發展做出的突出貢獻。

西北工業大航空學院黨委書記張義庭:黃玉珊先生高尚的人格魅力、強烈的愛國熱情和學術創新精神。黃先生是航空學院和飛機結構強度專業的奠基人之一,是我們最敬慕和愛戴的老前輩和老領導,他毫無保留地把自己的智慧和心血奉獻給了西工大,奉獻給了新中國的教育事業,其情其行,功在當代,光耀千秋。他一生的奮鬥歷史就是航空結構強度專業及飛機系發展的縮影。

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