通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才

朱浩　徐維樂　蔡國飆

在高校特別是工科專業弘揚好工程師精神，開展好工程師教育培養，對于在新時代建設科技強國和制造強國具有深遠意義。

工程師是科技工作者隊伍的關鍵組成部分，我國的工程師群體在服務國家重大戰略工程、推動國家科技和產業發展方面發揮著日益重要的作用。近日，習近平總書記出席中央人才工作會議并發表重要講話，指出：“要培養大批卓越工程師，努力建設一支愛黨報國、敬業奉獻、具有突出技術創新能力、善于解決復雜工程問題的工程師隊伍。”高校作為人才培養的重要陣地，承擔著培養未來卓越工程師的使命，在高校特別是工科專業弘揚好工程師精神，開展好工程師教育培養，對于在新時代建設科技強國和制造強國具有深遠意義。

近年來，北京航空航天大學宇航學院在學校建設中國特色世界一流大學的大背景下，積極探索符合時代需求的航天工程師培養模式，推動開展了“北航”系列探空火箭項目。以學生團隊為主體，先后成功研制并發射了“北航一號”“北航二號”“北航三號”探空火箭和“北航四號”臨近空間火箭動力飛行器，形成了通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才的有效路徑。

通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才，體現了在高校開展工程師教育培養的時代要求和實踐基礎

航天科技與產業的快速發展為航天工程師教育培養指明了前進方向。當今世界面臨“百年未有之大變局”，世界科技強國圍繞科技制高點的競爭愈發激烈，新一輪科技革命和產業變革突飛猛進，科技創新的重要性顯著增強。航天技術作為一項高新科學技術，是一個國家科技、經濟、軍事能力的重要標志，彰顯著大國地位和大國實力。一個國家航天科技的能力水平集中體現在一次次重大航天工程項目的實施過程中。作為一項大規模、系統性工程，航天工程往往涉及多個學科門類，綜合性、集成性很強，理論與實踐的聯系十分緊密。一次航天任務可謂“千人一桿槍，萬人一支箭”，需要工程全線密切配合、周密實施，才能取得圓滿成功。當今航天工程的上述特點，決定了它的順利開展離不開一大批熱愛祖國、熱愛航天事業、技術創新能力強、解決工程問題水平高的航天工程師。

北航建校以來的光榮傳統為航天工程師教育培養提供了堅實土壤。以通過綜合項目的形式培養服務祖國航空航天事業的“紅色工程師”是北航建校以來的優良傳統。早在新中國成立初期，北京航空學院就承擔了著名的“十大工程”，其中火箭系師生于1958 年成功研制并發射了“北京二號”探空火箭。作為亞洲第一枚近代探空火箭，“北京二號”尺寸雖小，但已具備了現代火箭的各個分系統。面對當時國內工業基礎薄弱、材料設備有限、研制經驗缺乏等多種困難，火箭系師生從零開始、攻堅克難，僅用六個月時間，就完成了由方案、設計、研制、裝配再到發射的全部技術環節。“北京二號”的成功發射也開創了以綜合項目為載體的人才培養模式，積累了實踐經驗，為學校在新時期繼續開展好航天工程師教育培養打下了堅實基礎。

團隊開展大型學生綜合項目的實踐為航天工程師教育培養提供了鮮活案例。21世紀以來，沿著“北京二號”所開創的道路，北航學子校園里“做總師”，立志把畢業設計“寫”上藍天。由宇航學院蔡國飆教授為教師總負責人，學校于2005年啟動了學生探空火箭項目，14名優秀本科生投身研制工作中，成功將“北航一號”探空火箭送上藍天。團隊進一步探索固液混合火箭發動機的應用潛力，2008年，“北航二號”探空火箭飛行試驗圓滿完成，這是我國首次成功進行固液動力探空火箭的發射和回收;2011年，成功發射“北航三號”探空火箭，這是我國首枚以過氧化氫固液火箭發動機為動力系統的探空火箭;2020年，“北航四號”臨近空間火箭動力飛行器成功發射，實現國內首次固液動力飛行器高空高速有控長時飛行。在此過程中，通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才的模式也不斷豐富、拓展。

通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才，豐富了在高校開展工程師教育培養的實現形式

加強頂層設計。在高校特別是工科專業開展工程師教育培養，首先需要加強頂層設計謀劃，形成一套符合未來工程師培養需求的體系框架。“北航”系列探空火箭項目團隊在實踐過程中不斷探索科學、高效的項目管理模式，參考航天型號工程中的“兩總”管理模式，研究并建立了“3+1”的組織管理架構。由學院成立項目領導小組，負責項目選題、制訂培養計劃、籌集經費、落實場地等行政性管理工作;由學院專業教師組成指導教師團隊，負責指導學生解決項目中的具體技術問題;學生團隊來自各個航天專業，根據項目需求劃分為多個分系統，各系統分工協作，確保工作到人、責任到人。同時，團隊邀請航天領域資深專家，形成專家咨詢組，在項目關鍵階段的咨詢、評審中給予必要的技術支持。學院、教師、學生與行業專家四方共同努力，推動和保障項目的順利實施。

注重創新引領。未來的航天大型工程項目復雜度更高、技術難度更大，且往往無先例可循，優秀的航天工程師必須具備足夠的自主創新能力，敢于解決、善于解決關鍵技術難題。團隊充分發揮高校科研優勢，堅持將理論與實踐相結合，通過專業理論指導項目實施，通過工程實踐牽引理論突破，在項目中產出一批原創性科研成果。從“北航一號”到“北航四號”，團隊15 年不斷創新，研制四代飛行器，并實現固液火箭發動機從原理驗證性到工程實用性的飛躍。以“北航四號”項目為例，團隊成功突破了固液火箭發動機變推力、長時間可靠工作、發動機與飛行器一體化設計等關鍵技術，已圍繞相關技術發表論文50余篇，授權發明專利46 項，形成了具有完全自主知識產權的固液火箭發動機及飛行器設計方法和框架，實現在固液火箭發動機技術方面的國內領先、世界一流。周密組織實施。“北航”系列探空火箭項目都是系統性工程，包含動力、結構、控制、電氣、測控、綜合保障、有效載荷等多個學科專業。項目實施過程中，由總體統籌協調，各分系統大力協同、通力合作，提高了項目開展的效率和質量，融入了航天工程師所要具備的系統觀念、大局觀念。團隊強化大型綜合項目全流程組織實施，參考航天工程項目的一般組織實施流程，從任務分析、初步方案設計、總體方案設計優化、分系統詳細設計、系統集成、試驗驗證等全部技術環節入手，將工程思維貫穿項目開展的全過程，建立起符合項目要求的技術管理、質量管理、財務管理制度。面對項目試驗過程中出現的故障，團隊把握航天型號工程中的“歸零”思想，全流程排查問題，完成故障的復現，舉一反三最大限度地規避風險，在解決復雜工程問題的過程中培養學生尊重科學、嚴謹務實的工程師精神品質。

通過綜合項目培養航天工程領軍領導人才，彰顯了高校工程師教育立德樹人的根本導向

實現全面發展。“北航”系列探空火箭項目保持了良好的項目延續性，充分發揮團隊成員間的“傳幫帶”作用，形成由博士生、碩士生、本科生組成的人才梯隊，先后共培養學生150 余名。在項目開展過程中，參與學生的系統思維能力、工程實踐能力、學科交叉融合能力有效提高，一大批曾經的參與者已經成為航天工程領域的青年骨干，在長征五號運載火箭、新一代大推力液體火箭發動機等重大航天工程項目中發光發熱。團隊厚植愛國主義情懷，多次開展瞻仰革命烈士陵園、參觀航天歷史博物館等活動，進行生動的愛國教育、信念教育和情懷教育，樹立團隊成員航天報國的堅定理想信念。

堅持產教融合。產業一線是培育工程師素養的最生動課堂，促進教育鏈與產業鏈有機銜接是培育優秀航天工程師的重要環節。項目團隊與多家航天院所等工程單位形成良好合作關系，為學生搭建了貼近工程一線的實踐平臺，通過技術交流、走訪調研等多種形式，實現“以產促學”，與課堂學習形成互補，促進了學生工程實踐能力的顯著提高。同時，大型綜合項目中的學生科技創新成果通過校企合作轉化為工程實用，如“北航四號”飛行器具有在固液動力高空高速類靶標等方面的應用潛力，目前正穩步推動項目落地和成果轉化事宜。以綜合項目為載體，通過高校科研團隊的技術創新助力相關領域的關鍵技術突破，提高科技成果轉化效率，帶動上下游產業發展，使之具備良好的工程應用價值和市場經濟效益。

工程反哺教學。項目指導教師不僅通過應用自身專業知識推動項目的順利開展，也在項目中鍛煉工程素養與教學素養，促進了自身工程實踐能力和教學基本功的提高。教師與學生在工程實踐中實現共成長，部分“北航一號”項目的參與學生已經成為“北航四號”項目的指導教師。著力促進科教融通，注重工程實踐向教學端轉化，把項目相關研究成果有機融入《火箭發動機設計》《專業課程設計》等航天專業課程教學體系，增加工程實際案例講授、實物現場教學等環節，已形成一流本科生課程，幫助學生時刻掌握行業前沿動態，促進學生專業綜合素養的提高，不斷擴大工程師教育培養的輻射力、影響力。

展望未來，團隊在后續項目實施過程中，將繼續把弘揚工程師精神擺在重要位置，努力培養學生的集成創新能力、工程實踐能力、專業綜合能力和團隊協作精神，力爭為國家航天事業的發展輸送更多的優秀工程師，為航天強國建設作出新的更大貢獻！