将灿烂芳华融入“一把伞”

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从“一次跨界”到“一生坚守”,南京航空航天大学航空学院教授余莉在降落伞领域攻关求索近30年——

将灿烂芳华融入“一把伞”

■本报记者  阿妮尔 通讯员 王伟

降落伞是什么伞?作为柔性织物包装的典型代表,它具有体积小、重量轻、效果好的特点,在航空航天领域应用广泛。

为了摸透这把“伞”的奥秘,南京航空航天大学航空学院教授、“首次火星探测任务先进个人”余莉在工作之初勇敢“转型”,近30年间,她从“一次跨界”做到了“一生坚守”。

闯入新领域,一头扎进去

1996年,余莉进入南京航空航天大学工作。工作不久,学生时代攻读热能工程的她就遇到重大的职业抉择——学院希望她转向“防护救生/气动减速”这一对她来说完全陌生的领域。

“内心是有一点犹豫的。”经过一番思想斗争,余莉下定决心,转战新领域。没有学科基础,就从头开始学。降落伞的研制涉及力学、防护救生等诸多专业内容,余莉一边承担“流体力学”课程教学工作,一边在教中学。“这门课理论性很强,学好不容易,教好更不容易。”教课前,余莉借阅大量专业书籍,力求融会贯通。此后,只要教学人手紧张,她就担任“救火员”,一度跨方向承担6门课程的教学任务。

至今,余莉依然记得当时的场景——一盏小灯照着拥挤窄小的书桌,近处是堆积如山的专业书,远一点的是女儿的睡颜。“埋头研究的时光虽然辛苦,但内心却是幸福的。”

有段时间,余莉团队里只有她一名教师,她带着博士生夜以继日讨论修改申报材料,常常工作到深夜12点多才回家,次日早上5点又去单位。小区保安问她:“你是做什么工作的,不要睡觉吗?”

2019年夏,在接到申报一项重要项目任务时,余莉刚接受肾结石手术出院,身体虚弱。因为项目方向与降落伞相关,时间紧、任务重,面临的问题繁多、涉及的学科方向众多,她放弃休养投入工作,一天下来,全身几乎被虚汗湿透。

“每天到办公室最早的人”“随时都能找到”“一篇论文能改十几遍”……这是学生对余莉的印象。“想偷懒时,看到余老师比我们还要辛苦努力,就会立马打起精神来。”余莉的学生李永浩说。

漫漫攻坚路,闯出硬成果

降落伞,从顺利开伞到平稳降落,每一个褶皱、每一次折叠、每一个风险点都要反复试验、提前考虑,确保万无一失。“我们所做的工作是平稳着陆的关键一环。”为接好整个系统的“最后一棒”,余莉没有一刻放松。

如何从流场—结构的力学机理上来理解降落伞的开伞过程,一直是困扰学术界多年的难题,国内外都没查到解决办法。“我们提前预演到的不确定性越多,应用时的确定性就越大。”余莉带着团队一遍遍摸索,不断优化建模。历经十多年,余莉团队终于破解了这个难题,为重大项目的降落伞系统研制提供强力技术支持。

在首次火星探测任务中,余莉接到了火星降落伞的优化设计及分析的任务。以往对柔性降落伞的耦合一直停留在亚音速层面,如何突破超音速下的技术分析瓶颈,最为关键。“这是新问题,就不能按照老思路办。”查阅大量资料、尝试多种路径后,余莉团队提出虚拟边界接触方法,结合网格更新技术,率先实现超音速降落伞的耦合计算。这项突破使得项目中的降落伞不仅稳定性增加,减速性能也有所提高。

突破不止于此。为了给火星环境下火星伞的材料选择提供关键数据,团队建立了一套理论模型及试验测试方法,还提出折叠织物的新型建模方法和基于薄膜模型的降落伞高超音速紧耦合求解策略,实现降落伞设计由纯粹经验向优化设计、理论预测的跨越,为伞衣改进设计提供了强有力的技术支撑。余莉也因此获评“首次火星探测先进个人”。

科研攻坚征途漫漫,余莉的科研成果越来越突出,不少重要项目都来寻求她及团队的技术支持。这是她用实力赢得的信任。

薪火育新苗,团队共成长

科研成果得到认可,项目源源不断“找上门”。科研的持续深入让余莉振奋,也给她增添了烦恼——团队人员数量不足,每个人都承担了超量的科研工作。作为“领头羊”,余莉自己更是超负荷工作,几乎放弃了所有休息日。

“自己成为光热,才能吸引人。”壮大团队成为余莉的“迫在眉睫”。不爱社交、稍显内向的余莉,并没有过多宣传自己,而是靠着扎实的工作和口碑吸引团队成员。她在课堂上遇到很多对降落伞研制感兴趣的学生,团队成员因着同样一份热爱汇聚到一起,一起做了很多“大事”——为神舟飞船、探月三期、火星探测等重大型号的气动减速系统提供优化设计及仿真分析。“跟着余老师学习,能深刻感受到她对科研事业的热爱。”余莉的学生仇博文说。

“带着学生发掘‘宝藏’,就是一种快乐”“我们的专业方向是一个宝藏,很多项目都需要我们提供技术支持”。余莉说,她的学生经常没毕业,就被相关单位“预订”了。

“让团队力量更壮大,让每个团队成员都有好的发展,让这个专业有更多成果产出,发挥更大作用,这一直是我努力的方向。”专业的传承、团队的培养,成为余莉当前的重中之重。

“我不是一棵大树,更像一棵杨柳,即使生活的风雨再大,也不会轻易折断。” 这是余莉对自己的人生定义。她总是咬着牙挺过每一个困难时期,在近30年降落伞技术研制中,不仅撑起航空航天“一把伞”,还为团队成员自由翱翔撑起一片天。