他的技術(shù)能使“玉兔”眨眼，助力“嫦娥”獲取月表物質(zhì)數(shù)據(jù)，讓中國成為第一個將超聲電機送上月球的國家
2021年7月，趙淳生在南京接受本刊記者采訪。一大早，他趕到研究所，
聽取團隊的報告會，開啟了忙碌的一天。（本刊記者 陳霖 / 攝） 趙淳生，1938年生于湖南，中國科學院院士，機械工程專家，南京航空航天大學教授，是中國電動式激振器與超聲電機的開拓者，多次獲國家科技發(fā)明獎，其研制的超聲電機已應用到嫦娥系列、行云二號有關(guān)衛(wèi)星、墨子號衛(wèi)星、海絲一號衛(wèi)星等航天器，現(xiàn)任南航精密驅(qū)動與控制研究所名譽所長、機械結(jié)構(gòu)力學與控制國家重點實驗室戰(zhàn)略顧問。
趙淳生臉頰上方有兩團鼓鼓的“肉球”，那是他常年熬夜工作積累下的眼袋。
他是中國科學院院士、南京航空航天大學教授。近日，他在央視《面對面》講述如何研制超聲電機，不少人才知道“嫦娥”探月工程背后的“超聲電機”這個冷門領(lǐng)域。前不久，在兩院院士大會上，他談及科研時大笑起來，眼睛瞇成一條線，登上熱搜，網(wǎng)友說：“老院士太可愛了！”
7月中旬，記者在南京航空航天大學（以下稱南航）精密驅(qū)動與控制研究所旁聽了趙淳生組織的報告會。他戴上老花鏡，盯著學生和同事制作的PPT，時不時推推鏡架。“月球上的塵埃是長條形的，宇航員吸進去容易扎在肺里排不出來，很危險。”團隊正在向趙淳生報告最近要建立的新的模擬月球環(huán)境。
在南航，記者跟隨趙淳生的腳步，第一次深度了解這個領(lǐng)域?？梢哉f，中國超聲電機的發(fā)展是他的人生經(jīng)歷，而他更代表著一群為中國航天事業(yè)打造基礎(chǔ)設(shè)備的幕后英雄。在大家的記憶中，趙淳生組織了無數(shù)像這天的報告會，而第一次是在8年前……
“感謝你們對嫦娥三號的貢獻”
電機是用來帶動部件發(fā)生轉(zhuǎn)動的重要零件，有點兒像人體骨頭之間的關(guān)節(jié)，用來帶動手腳。傳統(tǒng)電機利用銅線圈和磁場進行作業(yè)。20世紀60年代，蘇聯(lián)和美國學者提出“超聲電機”概念，后來日本人制造出超聲電機——利用壓電陶瓷進行作業(yè)。這可是機械工程領(lǐng)域革命性的改變，超聲電機輕便、反應快、超低速，在傳統(tǒng)電機無法觸及的領(lǐng)域發(fā)揮了很大作用。
21世紀初，趙淳生研制出中國第一臺能實際運轉(zhuǎn)的超聲電機。2009年，中國正籌備嫦娥三號月球探測器，因趙淳生在超聲電機領(lǐng)域的貢獻，有航天研究所找到他，想用他研制的超聲電機來驅(qū)動和控制光譜儀。
嫦娥三號搭載的月球車有光譜儀，用來分析月表物質(zhì)，超聲電機驅(qū)動和控制光譜儀的開合，決定其何時打開和關(guān)上，以及張開角度。趙淳生叫它“小關(guān)節(jié)”。
不過，彼時，超聲電機在國內(nèi)是全新領(lǐng)域，別說普通人，就算是機械工程領(lǐng)域的人也未必知曉。“這是國家的任務！”趙淳生馬上接了下來，但問題也接踵而至。比如，上哪兒去找月球環(huán)境來試驗？
月球表面基本上是真空環(huán)境，趙淳生必須先創(chuàng)建模擬月球環(huán)境，才能確保超聲電機適應極端環(huán)境。于是，他和團隊研制出一套設(shè)備，將大氣壓降為10的負5次方，這也是地球上最接近真空的環(huán)境之一。他還進行極端環(huán)境試驗，測試月塵、輻射等。
事實上，航天產(chǎn)品的加工體系極其繁瑣，出現(xiàn)一丁點問題都要“歸零”——所有零件或部件都要全部檢測。那幾年，趙淳生和團隊的李華峰、丁慶軍等人反復試驗近200個超聲電機，才提供了一批性能最優(yōu)的TRUM-30A型超聲電機給嫦娥三號應用。
2013年12月14日晚，趙淳生守在電視機前，盯著直播——月球上，嫦娥三號搭載的“玉兔”月球車正在移動。“玉兔”是中國第一輛月球車，上一個登月的人類探測器是蘇聯(lián)于1976年發(fā)射的“月球24號”。
對普通人而言，畫面上是一輛月球車，然而，內(nèi)行人知道，這臺車里有許多起著關(guān)鍵作用的零部件：月球車上的紅旗下方有個“光譜儀系統(tǒng)”，系統(tǒng)中就有趙淳生團隊研制的超聲電機——體積迷你，比雞蛋還小，重46克，卻能自如驅(qū)動與操控光譜儀。
趙淳生記得，數(shù)天后，“玉兔”慢慢“睜開雙眼”，其拍攝的月面照片是人類時隔40多年最清晰的月面照片，包含大量科學信息，照片和數(shù)據(jù)向全球免費共享。
第二年，嫦娥三號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲給趙淳生團隊寫感謝信：“超聲電機配合紅外光譜儀完成了探測任務，感謝你們對嫦娥三號的貢獻！”
嫦娥三號月球探測器搭載的“玉兔”月球車上有一面五星紅旗，紅旗下方是“光譜儀系統(tǒng)”，
包括光譜儀（用來獲取月表物質(zhì)數(shù)據(jù)）和超聲電機（驅(qū)動和控制光譜儀）。 有幾次，在直播畫面上，鏡頭掃過“玉兔”的“小關(guān)節(jié)”時，70多歲的趙淳生鼻子一酸，眼淚從皺紋滑過。如何理解這位老人的情緒？或許要從童年說起。
湖南農(nóng)村的“趙氏孤兒”
上世紀20年代，湖南衡山的農(nóng)民運動風起云涌，岳北工農(nóng)會、岳北區(qū)農(nóng)民協(xié)會等打土豪、反壓迫。毛澤東在《湖南農(nóng)民運動考察報告》中對這些農(nóng)民運動給予高度評價。岳北的農(nóng)民運動就暴發(fā)在趙淳生家鄉(xiāng)白果鎮(zhèn)，父親趙振寰則是運動的組織者之一。
1939年，趙淳生出生不到一年，趙振寰不辭而別，從此再也沒有回來。很久之后，長輩告訴趙淳生：“你爹參加革命，犧牲了。”母親悲痛，心力交瘁，得了重病，31歲便離開人世，趙淳生的弟弟后來也病死了。一名中共地下黨員見趙淳生不容易，暗中資助他讀書。
遺孤趙淳生很是爭氣，考上了衡山二中——新中國成立后湖南省內(nèi)唯一有留蘇預備生名額的學校。高中畢業(yè)那年，他因成績優(yōu)秀被選為預備生，但因中蘇關(guān)系破裂，深造擱置，被保送到南京航空學院（現(xiàn)南航）的空氣動力學專業(yè)，后愛上了振動研究。畢業(yè)前，他入了黨，并以優(yōu)異成績留校任教。
上世紀60年代，青年趙淳生發(fā)現(xiàn)電動式激振器依賴進口。這種儀器是機械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)儀器之一，可進行振動和疲勞實驗，還能輸送、篩分物料，用途廣泛。“國家每年有那么大的需求，如果都依賴進口，要花多少外匯？”趙淳生決定自己研制電動式激振器。當時，法國的振動儀器很先進，中國從法國引進一些振動儀，趙淳生經(jīng)常代表中國和法國談判購買。一次，他發(fā)現(xiàn)翻譯把“隨機振動”譯成“隨著飛機振動”，便苦學法語，后來獲得赴法深造的機會。
臨行前的一天，趙淳生帶12歲的小女兒趙舸去學校。父女倆各騎一輛自行車，經(jīng)過一段狹窄路面時，小女兒被身后一輛自行車撞倒，還沒等爬起來，被快速駛來的大卡車碾過，當場身亡。
那陣子，趙淳生經(jīng)常睡著了又哭醒，“總夢到她在對我笑”。親友勸他：“家里發(fā)生這種事，出國就算了吧！”趙淳生躲在房間里想啊想：“舸，我能不能帶著你去完成爸爸的心愿？”他勸妻子：“女兒再也回不來了，可日子還得過，我想為中國航空事業(yè)貢獻一點力量。”他終于說服了妻子，遠赴法國。
出發(fā)前，他到百貨大樓買了個精致的箱子，把小女兒生前用過的物品和相冊裝進去，帶它登上了飛機。后來無論搬到哪里，這個小箱子都被他帶在身邊。
那年12月，他開始了在法國巴黎第六大學的進修，這所學校培養(yǎng)了皮埃爾·居里和瑪麗·居里等著名科學家，后來他又到法國巴黎高等機械學院攻讀博士學位。其間，他每天泡在研究室，總因忘記時間被鎖在大樓里。后來，值班員在鎖門前一定要到他的實驗室看一看，確定沒人才關(guān)門。趙淳生獲得博士學位，順利歸國，與家人團聚，也成了振動領(lǐng)域的專家。
1993年，他到美國麻省理工學院訪問時了解到超聲電機，“能把它做得極小，甚至能進入人體血管”。他想回國開辟這片領(lǐng)域，“要搞出中國人自己的超聲電機”成了畢生目標，也才有了后面的研制、登月。
要完成這個目標，團隊至關(guān)重要。蘆小龍是趙淳生的博士生，跟著他學習多年，博士畢業(yè)前想回河北老家。而趙淳生想要他讀“優(yōu)博”留校，“這孩子資質(zhì)好，不搞科研，浪費了”。趙淳生找蘆小龍談心，可他不愿意，覺得大城市壓力太大。趙淳生特倔，一次不行，就來第二次，“追”著蘆小龍談了8次，最終說服了他。后來，蘆小龍留校，隨即被選派到美國留學，又到德國研學，回國后在南航任教。在為嫦娥三號應用的超聲電機做準備時，他就負責研制模擬月球的試驗設(shè)備環(huán)境，發(fā)揮了重要作用。
趙淳生說：“我們是第一個把超聲電機用到月球上的國家。”團隊研制的超聲電機也隨嫦娥四號登上月球。那年，嫦娥四號實現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸，而由這枚“小關(guān)節(jié)”驅(qū)動和控制的光譜儀獲得月球背面的物質(zhì)數(shù)據(jù)，標志著人類對月球的探索開啟了新篇章。此后，趙淳生團隊研制的超聲電機也成為嫦娥五號、行云二號的1、2號衛(wèi)星、墨子號衛(wèi)星、海絲一號衛(wèi)星等的重要器件。
世界著名機械專家、德國工程院院士瓦拉舍克曾說：“在全球范圍內(nèi)，趙淳生領(lǐng)導的超聲電機研究中心是這個領(lǐng)域最有實力的科研機構(gòu)。”趙淳生寫的專著《超聲電機技術(shù)與應用》是國內(nèi)外大學相關(guān)專業(yè)的教材和參考書，如今在亞馬遜上售價達1136美元（約合7356元人民幣），一書難求。
不過，趙淳生的故事不僅于此。在學生和同事眼中，他是個可愛的老頭，也是個命運多舛的老人……
科學家搞公司，屢敗屢戰(zhàn)
在南京，記者參觀了趙淳生創(chuàng)辦的公司“航達”。在創(chuàng)業(yè)這件事上，這位早已功成名就的院士至少失敗了3次。
在趙淳生心中，一項技術(shù)的歸宿是“應用”，也就是讓更多人受惠于這項技術(shù)，因此他想做“超聲電機產(chǎn)業(yè)化”，甚至讓全世界都用上中國的超聲電機。
除了航天領(lǐng)域，超聲電機還能運用在多種領(lǐng)域。趙淳生曾根據(jù)不同用途，制作出大小不一的超聲電機。在研發(fā)部門，記者見到一臺用于核磁共振的超聲電機，這種成像裝置不受電磁干擾，能精準帶動針管插入病人血管；微型超聲電機直徑只有2毫米，用于腸道內(nèi)窺鏡，可供特殊藥片沿腸道或血管到達病灶處進行治療，幾乎不傷及患者正常細胞……
2006年，一家公司找到趙淳生，提出一起搞產(chǎn)業(yè)化。趙淳生終于等到機會，當天簽訂合同。不過，對方公司提出簽訂協(xié)議書，確保他們能拿到樣機及資料。趙淳生欣然同意，并將其研發(fā)的TRUM-60型超聲電機及相關(guān)驅(qū)動器等所有配套技術(shù)交給對方。后來，這家公司憑借這項技術(shù)融資且申請了專利，發(fā)展得很好，卻拒絕支付銷售提成。趙淳生才知道上當了，一氣之下將對方告上法庭。不過，將技術(shù)交給對方時他沒有讓其打收條，無法證明對方收到了技術(shù)和樣機，官司不了了之。第一次嘗試，趙淳生丟了專利，也丟了錢。
向記者回憶起來，這位老人很無奈：“我怎么知道要打收條嘛？在我們那一代，你借我，我借你，靠信任往來。做生意為什么不講誠信？我真是搞不懂。”
趙淳生不服氣，“湖南人的性格就是絕不放棄，我一定要搞成！”幾年后，他又和一家公司合作，成立了一家超聲電機公司，趙淳生負責技術(shù)，對方負責財務及管理。但緊接著，雙方的經(jīng)營、運營理念出現(xiàn)分歧，企業(yè)再次失敗。那時，70多歲的趙淳生意識到：“搞企業(yè)與搞科研真的不一樣。”
在學生、助理眼中，趙淳生有點兒一根筋，太牽掛產(chǎn)業(yè)化這件事，每有機會就想抓住。“如果老頭子申請個專利，拿錢買幾套房，現(xiàn)在不早就發(fā)財了？但他不會，他對投資、賺錢沒概念?？伤氩坏剑虡I(yè)和科研畢竟是兩碼事。”
“超聲電機的應用范圍太廣了，時日不多，要抓緊！”這是趙淳生常掛在嘴邊的。大家心疼他屢戰(zhàn)屢敗、四處借錢開公司、打官司，卻也不敢勸阻他，因為他們都記得20年前的場景。
2000年末，由于長期高負荷工作，趙淳生被查出患有肺癌，被切除一塊肺葉后不久，他又被查出患有胃癌，切除了2/3的胃。
史從云跟隨趙淳生20年了，長期幫忙處理行政檔案事務，在她印象里，大多數(shù)學生總躲著趙淳生，“他一見面就問‘實驗做得怎么樣了’，如果做得不好，他就直接批評，劈頭蓋臉的。”可當時，趙淳生躺在病床上，突然蔫蔫地說：“我可能真的不行了。”
“他就是一個鋼鐵直男，突然說這么一句，我們當時就繃不住了，才發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)是個老人了。”史從云向記者回憶時，眼睛紅了。
越感覺時間不夠，越想做得更多。生病那段時間，趙淳生讓學生帶資料到病房，趁家人睡了，埋在被窩里寫報告。一次，妻子撞見，生氣道：“你要超聲電機，還是要命？”趙淳生倔強地說：“兩個都要！”從此，大家再沒勸過他。
那幾個月，趙淳生接受了6次化療，瘦了26斤?；熀?，大多數(shù)人會惡心嘔吐，吃不下東西。趙淳生想：“不吃飯怎么恢復身體？”湖南人愛吃辣，他就拿老干媽，拌在飯里，硬是吞下去。“化療后，別的病人通過吃藥增加白血球，而我是通過吃飯，哈哈！”趙淳生對記者說，樂呵呵的。就這樣，他從兩種癌癥中恢復過來，未曾復發(fā)，也才有了最近那條熱搜：八旬院士堅持健身做科研。
吸取幾次教訓后，趙淳生決定把企業(yè)的財政權(quán)掌握在自己人手中。2016年底，他發(fā)動研究所同事，成立一家有限責任公司，讓團隊成員持有股份，共同決策。如今，80多歲的趙淳生仍在學習市場邏輯，他有一個愿望：在90歲實現(xiàn)超聲電機的百萬年產(chǎn)。
趙淳生和妻子王鳳英住在一套100多平方米的老房子里，這是2005年趙淳生當選院士后學校獎勵給他的。在他心里，總覺得有點對不起老伴兒。“她總是理解我支持我，讓我出國深造，也讓我忍著病搞科研。”
臥室墻上掛滿了王鳳英的照片，趙淳生指著它們向記者介紹：“她大我一歲，是我的老鄉(xiāng)，也是北師大1958級校友，學數(shù)學的高材生！”結(jié)婚時，兩人想拍照留念，趙淳生借來一束花，王鳳英搖搖頭：“太花哨啦！”趙淳生堅持捧在胸前：“要給你儀式感。”
左圖：趙淳生生于湖南衡山的農(nóng)村。圖為青年趙淳生。
右圖：老伴王鳳英一輩子支持趙淳生。圖為兩位老人在家里聊天。（本刊記者 陳霖 / 攝）
“在墻上掛滿照片，這樣就算老伴不在身邊，我也能一睜眼就看到她，重溫二人世界，免得以后得了老年癡呆，不記得啰！”隨后，又是他那沙啞爽朗的開懷大笑。(本刊記者 陳霖)
