作者:记者 李媛 来源: 发布时间:2026-4-16 23:28:41
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陈雪峰:瞄准未来空天动力 攻关装备服役安全

   陈雪峰,西安交通大学教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,“973计划”项目首席科学家。主要围绕重大装备故障诊断领域开展研究工作,构建小波有限元理论,发明大型回转机械转子裂纹三线相交裂纹定量诊断方法;提出机械结构化稀疏学习诊断理论,发明风电装备变转速的故障诊断新技术;率先发现并定义了航空发动机快变信号,提出快变信号匹配时频分析理论,研发了直升机HUMS系统、航空发动机叶端定时测试系统。发表SCl论文百余篇,获国家技术发明奖二等奖3项、国家级教学成果奖二等奖1项及省部级科技奖励一等奖4项。

 

   从捕捉汽轮机的细微裂纹,到守护风力发电机的平稳运行,再到倾听航空发动机的“心跳”……西安交通大学机械工程学院教授陈雪峰的科研路始终围绕国家最迫切的需求展开。

   面对一个个“卡脖子”难题,他带领团队将故障诊断技术做到了世界前沿。他用行动诠释,真正的创新源于将国家需要刻在心头、将“冷板凳”坐穿的坚持。

 

   《科学新闻》:您的科研主线从机械故障诊断延伸至空天组合动力,这背后主要的驱动力是什么?

   陈雪峰:这一切都源于“国家需要”这一根本指引。我们的团队起步于1985年国内第一个机械故障诊断研究室,当时学科交叉研究尚属前沿。此后,我们始终坚持围绕国家战略需要,选择前沿且困难的科学问题持续攻关。

   2003年,我们选取大型汽轮机转子裂纹诊断这一难题,提出“三线相交”诊断方法。研究过程十分艰辛,当时运行一次小波有限元程序需要一周时间,曾因为一个二分之一的缺失调试了3个月。这项基础性工作为后续研究奠定了基础,相关成果于2009年获国家技术发明奖。

   后来我们进入风电领域是为了寻找新的突破点。在东方汽轮机厂实习时,我们接触到风力发电装备,预见到其未来巨大的运维需求。该领域的核心挑战是零部件多而传感器数据少,我们历经十年攻关,开发的技术于2018年再获国家技术发明奖二等奖,相关技术应用于全国60%的大型风机。

   与此同时,我们开始涉足航空发动机故障诊断领域。2007年在四川调研时,我们了解到航空发动机三号轴承故障可能导致机毁人亡,单次损失可达3亿元,且该技术长期被国外垄断。我们在此领域深耕了17年,原创性地定义了“快变信号”并攻克相关技术,理论成果成为国际上该领域五项代表性成果之一。2023年,我们第三次获得国家技术发明奖,技术应用于多型重要装备。这项研究离不开一批以院士为代表的老科学家的悉心指导。

   正是始终围绕国家重大需求的思考,促使我们在2019年投身空天组合动力这一前沿领域。我们正在研发可一次性进入太空、实现全球两小时到达的先进装备,未来可能催生航班化空天往返飞行器。在极高空、极低压、极低温的极端环境下,蕴藏着大量亟待探索的科学前沿问题。

 

   《科学新闻》:在多次科研转型中,您始终秉承怎样的学术思想?

   陈雪峰:我们始终秉持“国家战略需求+科学前沿问题”双轮驱动的“1+1”模式。原始创新是产业成功的核心,团队研发的风电诊断技术之所以能占据60%的市场份额、直升机诊断技术能占据95%的市场份额,均源于自主原始创新。这种模式既能让工程人员找到重大工程需求的使命感,也能让科研人员探索前沿方向,从而凝聚团队力量。

 

   《科学新闻》:您主导创办了西安交通大学智能制造工程专业,并跨3个学院与华为等企业联合培养人才,这种模式意在打破哪些壁垒?

   陈雪峰:创办智能制造专业的背景是国家将智能制造作为制造强国主攻方向,相关人才缺口达1000万。西安交通大学机械工程学科作为国内一流学科,肩负人才培养的责任。这既是服务国家战略的需要,也是人才培养自身发展的需要。

   在课程建设上,我们很早就将科研成果转化为教学资源。2006年,机械工程学院培养方案改革,需开设面向本科生的有限元课程,团队成员因博士论文研究方向为小波有限元,因此承担起课程建设任务。2007年起,该课程以选修课形式开课。在建设过程中,我们将裂纹诊断、航空发动机故障诊断等国家奖成果转化为实验台和实验项目融入教学,2025年该课程获评国家级一流本科课程。这种把最前沿的工程需求和科学问题带给学生的做法,有效提升了学生的创新能力。

   在培养模式上,我们打破传统,初期开展小范围试点,后在机械工程学院和未来技术学院全面推开。未来技术学院采用小班化培养,每班仅10人;打破传统高学分模式,实行123学分制,侧重科学前沿与工程实践。在师资力量方面,我们拥有国际化师资队伍,包含从美国、日本、英国、德国、法国等留学回国人才,同时配备强大的实验教师队伍。

 

   《科学新闻》:团队未来10至20年的战略目标是什么?空天动力领域需突破的关键技术是什么?

   陈雪峰:我们团队未来10至20年的战略目标是在机械故障诊断领域,实现我国所有重大装备健康管理技术的独立自主,摆脱“卡脖子”困境;在空天动力领域,参与研发可进入太空、实现全球两小时到达的先进飞行器。

   空天动力领域需突破的关键技术有两项:一是攻克极端环境下机械结构材料一体化设计技术,解决材料和结构件耐受高热、极端压力与载荷的难题;二是突破动力装备重复使用技术,解决装备重复使用 面临的强度、寿命、可靠性评价与健康管理问题。

   此外,人形机器人智能检测与维护是另一个重点前沿方向。目前,实验室已拥有3台人形检测机器人样机,与英国罗尔斯—罗伊斯公司研发进度同步;技术路径采用“机器人+人工智能”融合模式,机器人负责替代人体执行动作,人工智能负责提升执行的灵巧性。目标是逐步实现从协助检测到人机共融,最终实现独立运行。核心是将工程师从重复劳动中解放出来,使其能投入更多创造性工作。

 

   《科学新闻》:对于西安交通大学建校130周年您有何期许?新时代背景下团队如何传承和践行西迁精神?

   陈雪峰:我的期许核心是学校能会聚更多大师,既要从国内外引进,也要自主培养;也期望全体教师对标战略科学家和国际学术大师,将学校建设成为全球最具影响力的教育中心、科技中心、人才中心、创新中心,把中国西部科技创新港打造成全球学术高地。

   传承西迁精神,对我们而言就是围绕国家战略需求选择研究方向,坚守“为谁培养人、怎么培养人”的初心,为国家和世界培养领军、拔尖、卓越的工程师人才。

   在科研一线,我要以身作则。我们的团队文化是倡导奋斗,选择艰难但有价值的方向长期坚持。

   针对长线科研可能面临的坐“冷板凳”、无阶段性成果的风险,我们采用“沿途下蛋”的办法,要求团队每位教授每三年必须承接一项重要的企业合作课题,通过与产业结合,让长线研究产生阶段性价值,既对产业进步有促进作用,获得持续的资源反哺,也能支撑团队在前沿方向上心无旁骛地开展长期攻坚。■

 
 
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