作者：王昊昊    来源：中国科学报    发布时间：2024-6-28

 

钟掘    受访者供图

 

    ■本报记者 王昊昊

 

    “自强不息，科学报国。”这是钟掘对自己的要求和期望。

 

    钟掘是我国机械专业领域首位当选为中国工程院院士的女科学家。作为中南大学教授，她几乎每天准时出现在中南大学的实验基地。她虽已88岁，但精神矍铄、充满激情，常常出差、下厂，到全国各地参加学术会议。

 

    钟掘的故事，是一个中国知识分子随祖国发展而成长的故事。她曾获得两项国家科技进步奖一等奖、两项国家科技进步奖二等奖、一项国家技术发明奖二等奖等奖项，以及“全国先进工作者”等荣誉称号。

 

    开启在重工业领域的奋斗生涯

 

    还是小学生的钟掘，就背着行李与家人从湖南徒步到重庆，一路上，她饱尝日本侵略带来的苦难，深感只有祖国强大，人民才能安生。她从童年开始就下决心要为国家的强大而努力奋斗，这也成了钟掘毕生的追求。

 

    1955年，在北师大女附中求学的钟掘即将毕业。

 

    当时，党中央作出优先发展重工业的决策。周恩来总理在报告中指出“重工业是国家工业化的基础”，强调“集中主要力量发展重工业”。

 

    “总理的报告长久萦绕于心。当时学校组织毕业生去钢厂煤矿接受现场择业教育，虽然生产条件十分艰苦，但工人的勇敢、勤劳振奋人心。我决心为国家经济基础建设努力奋斗，便填报冶金机械为志愿。”从此，钟掘进入北京钢铁学院冶金机械专业学习，开启了在重工业领域的奋斗生涯。

 

    几十年后的今天，她仍和团队里的年轻人一起迎接新型空天装备、空天运载功能升级带来的新挑战。

 

    “这些领域里既有必须竞争制胜的国家任务，又潜藏亟待破解的技术奥秘。”钟掘努力将占空天装备结构重量60%至80%的超高性能轻合金结构向多尺度形性精准制造推进，创造了国际最大、最轻的大型结构件，为空天往返复用长期服役战略目标的实现提供了基础条件。“团队的新一代技术和产品，一定能更好地助力国家空天制胜。”

 

    打造世界最好的生产线

 

    重工业这个充满“阳刚之气”的领域，在很多人印象中是男性的天下。但钟掘毫不犹豫踏入了这个“硬冷世界”，她是那届北师大女附中300余名毕业生中选择冶金机械专业的两名女生之一。

 

    1960年大学毕业后，钟掘被分配到中南矿冶学院（中南大学前身）工作。“带学生到冶金厂实践调研后，我就想，要努力助推我国冶金工艺过程全线机械化、自动化，让工人从危险中走出来，让机器工作如人一样准确。”钟掘的科研工作就从这些具体的技术革新开始。

 

    到了上世纪70年代后期，经济建设迎来高潮，钟掘和同事开始向一个又一个冶金机械方面的大型工程技术难题发起冲击。

 

    上世纪80年代初，武汉钢铁引进日本1700热连轧机特大型工业生产系统。然而，这套号称集各种现代科技于一身的世界上功能最强的材料生产装备，在空载试车时就出现重大故障——传动系统非承载面被异常破坏，日方指责是中方使用不当所致。

 

    钟掘课题组应邀进行故障诊断，发现设备传动系统内部有一个设计之外的力流，以数倍于设计值的巨大负载在系统内反向传递而导致设备异常损坏。这一问题的揭示令日方折服，不仅作出赔偿，还修改了相应的软硬件技术。

 

    这是此类设备设计、制造、运行中从未被人发现过的内部隐蔽问题。发现问题所在，不仅让我国打赢了国际技术较量战，也打开了钟掘认识机械工程世界的大门。

 

    通过处理多类国外引进装备技术的缺陷，钟掘在实践中得到了锻炼。“只要不懈努力、潜心观察思考、不惧权威，揭示已有的未知故障，大胆提出新方法，就一定能创造超过他人的工程系统，打造世界最好的工业生产体系。”她总结说。

 

    发掘机械集成科学新内涵

 

    几十年的教学与科研生涯中，钟掘热衷于在生产线上观察、琢磨。“我喜欢欣赏机器强大的功能，也关注其中有无出现异常的生产现象，继而通过采集数据、思考源头机理等，提出解决异常问题的方法，最终以高效率获得高质量产品。”钟掘说，“同时思考有没有更好的方法，生产出性能更好的产品。”

 

    在工作积累中，钟掘日益感受到机械工程是一个神秘而又丰富多彩、潜力无穷的世界，是自然科学与人类智慧的美好结合，是不断创造的“人造系统”，是人类生存发展的利器，隐藏了无穷的威力。

 

    “要始终带着好奇心学习思考、不懈实践，运用多学科的新知识，才能创造出具有新功效的机械装备。”钟掘表示。

 

    在完成中国材料加工生产现代化改造任务的过程中，钟掘发现了奇异现象并总结提出“封闭力流”概念；在完成我国3万吨水压机能力升级的技术改造中，钟掘发现水压机存在巨大附加力矩，导致压机米级直径立柱、近千吨级重梁受损，只有严格控制作业状态能量传递路径和近零运行误差才能规避；在解决高速轧机振动、轧件周期缺陷问题时，钟掘发现不同轧机有不同的机电耦合谐振机理和不同的触发敏感参数关联规律……

 

    钟掘常说，“物理学的科学成就，最能引导人的创造欲望和创新想法。”她一直热衷于寻求新的制造能量来充分调动物质深藏的本性，使其演变为产品超常的服役性能，先后将超声技术、电磁技术引入材料形性制造中，在解决铸件均质纯净化、锻件连续细晶化、薄壁构件高刚度化等方面的问题中获得了意想不到的效果。

 

    在破解这些科学问题的过程中，钟掘提出，在科学大发展的今天，要特别关注工程科学中的新知识，包括装备运行中的附加封闭力流理论、复杂机电系统耦合设计与解耦控制理论和方法、高性能构件的形性协同制造和多尺度结构形成的能量规律等。她提出的这些工程科学新知识已被同行认可和应用。

 

    机械学科要有新作为

 

    随着科技的快速发展，有先进的科技水平和创新能力已成为国家竞争力的重要元素。

 

    进入21世纪，钟掘敏锐地认识到，在突飞猛进的科技发展中，机械学科必须有新作为。国家安全的需要是第一位的，航空航天装备的制造能力已从样机研制转为批量生产，而信息产业的落后状态已威胁到国家经济安全，迫切需要突破关键制造技术和装备领域的瓶颈。这是国际竞争中两个重要的战略领域。

 

    当时，我国正在组织制定“国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）”，钟掘参加了规划的战略研究。

 

    立足国际竞争和我国国情，钟掘重点关注的是如何快速提升我国国防、经济、人民生活安全所需装备的制造能力。通过和制造领域多位专家讨论，她提出了“极端制造”的概念和内涵，认为要提升重大战略领域的竞争力，必须具备在国际竞争中制胜的极端服役装备制造能力，在此目标牵引下，技术上必须突破极大尺寸、极小尺寸、极端服役能力、极端制造技术等技术要害和难点。

 

    “要将制造的能量和物质转化为产品的条件应用到极致，使构件处在最好的形性演变状态，以获得品质最佳的产品。”钟掘期望“极端制造”的概念能促进国内制造界抢占制高点。

 

    这一概念经专家论证获得认可，被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》的“前沿技术”，且被列入后续国家相关科技发展计划，落实在国家科技项目中，已初见成效。

 

    “国家重大需求永远是首要的”“科技进步要靠自己奋斗”“难题总能破解”“自主创新是唯一出路”……这是钟掘常说的话，也是她科研人生的写照。她认为，从事机械学科的教学与科研，要传承，更要创新，不仅要坚持走学习和创新并行的道路，还要带着学生一起走好这条路。

 

    现在，钟掘仍带领团队奋斗在科研一线，聚焦国家最需要的领域，努力攻克一道又一道科学难关。“我的科研和工作很忙，一般在学校食堂吃饭，偶尔会在家做菜。我很少有时间锻炼身体，隔三岔五下厂试验和出差，就是很好的锻炼。不停地发现、思考、破题就是我的生活，很简单但很充实。”钟掘说。

 

    《中国科学报》 (2024-06-28 第1版 要闻)

 

    原文：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/6/380132.shtm