编者按：2013年，我校运载工程与力学学部工程力学系副教授王博，成功获得国家973青年科学家基金资助，成为同时代人的佼佼者。为此，我校新闻中心记者采访了王博，他说：成功真的不只是靠个人的努力，是我所在团队共同工作的成果。

2011年11月的某日，由新一代运载火箭型号办组织的一场我国运载火箭设计史上首次直径5m的火箭轴弯剪实验正在进行，这是火箭经过优化设计减重后对火箭一二级间段的主承力筒壳极限承载力进行的一次考验；此时站在试验场凝神关注的中国运载火箭技术研究院总体设计部的同志们，还有参与此项目设计的我校青年教师王博团队的成员们都在为实验捏着把汗。

实验现场里不时迸发出“啪啪”响声，有人说，这是实验反映良好的现象，最后当听到现场里传出“可以，关闭实验”的声音时，大家欢呼雀跃起来！这句话意味着火箭主承力筒壳承载力已经达到所要求的极限标准。

在理论与工程实践相契合处创新更适合自己

从2008年至今，我校运载工程与力学学部与中国运载火箭技术研究院总体设计部合作，搭建合作平台航天结构强度分析中心，为新一代火箭研发过程中关键技术突破上做出了应有贡献。

服务国家重大需求，将工程基础理论应用于工程实践、在实践中对未知领域进行大胆开发和探索，从而实现对工程理论和工程技术再创新，不仅是国家对科技工作者的要求，更是科技工作者自身发展的需要。青年教师王博博士毕业留校任教后，就选择了这样的事业发展之路。

经过5年的摔打，如今35岁的王博已经在火箭箭体减重优化设计上取得了很好的成绩，他曾带领年轻教师和研究生们参与了新一代运载火箭20几个部段结构设计，利用结构优化技术对其进行“瘦身”、减重645公斤，单发火箭节省发射成本人民币2000万元。2013年，他在这些工程实践基础上提炼出重要的基础研究问题，成功获得国家973青年科学家基金资助，成为同时代人的佼佼者。

“想起我第一次做科研都感到后怕”，“我第一次为火箭研发做的项目是火箭贮箱低温液体燃料蒸发量的预测，因为初生牛犊不怕虎就承担了下来，我当时也不知道，人家那边是做着实验的，我这边在研究数值仿真预测方法，一旦我数值仿真预测的和实验结果差距太大，就不会被航天部门信任，也就没有今天啦。”王博风趣地说，“现在让我做我肯定不敢啦！”

也许正是因为敢于尝新、不怕失败的闯劲儿让王博对投身工程实践去打拼有了乐趣，充满激情和活力吧。“我要趁年轻多积攒实践经验！”王博这种闯劲儿和献身科研的精神让他在航天工程大平台上尽显身手，不断取得新的成绩。

减重，是研制新型火箭的“生命”

“改变火箭箭体结构实现火箭箭体减重是一个老话题”，王博说，干火箭的人都知道，火箭的轻量化决定火箭的运载能力，科研人员视火箭减重为新一代火箭发展的“生命”。为实现国家太空发展战略目标，增强国家国防实力，对火箭进行改进、研制新一代火箭是一项刻不容缓的重大而又艰巨的任务。

利用结构优化设计理论和方法对火箭结构进行减重，用王博的话讲就是在火箭身上“掏窟窿”，以最简洁的构造、最精良的设计和尽量少的材料用量，实现“一两拨千斤”的最优结构设计境界。几年来，王博所在的科研团队与中国运载火箭研究院总体设计部的科技工作者们精诚合作，在“面向箭体关键构件和部段减重的结构优化设计技术”，“面向箭体主承力筒壳建立的可信的极限承载力预测技术”，“面向箭体典型部段强度分析和快速适应性修改能力的专用模板技术”等方面，取得了很多突破。其中面向箭体承力筒壳结构优化减重设计的“高效后屈曲数值分析方法”， 2013年写入我国刚刚颁发的《运载火箭结构强度有限元分析方法》航天行业标准。

“经过几代人的追赶，这方面的研究，我们与国外先进国家现在站在同一起跑线上、毫不逊色。”

火箭捆绑接头的创新构型。在实施火箭箭体关键连接构件，如捆绑接头的结构优化减重设计时，由于火箭前捆绑接头位于箭体芯级和助推之间，其主要载荷工况是捆绑接头传递的4个集中力，在这样巨大的集中力作用下，周围结构将会发生强度丧失、整体与局部失稳现象。

针对这一问题，王博所在团队和运载火箭研究院总体设计部结构室的科研人员一起，根据多构件联合的“整体结构”设计策略，研究中充分围绕连接件集中力扩散效果、整体刚度、强度和稳定性需求，建立了“考虑集中力扩散和刚度协同的结构拓扑优化理论和方法”以及“多功能优化设计的数值技术实现框架”，实现了运载火箭芯级前捆绑接头最优构型拓扑优化设计。2013年3月获得了地面试验的成功验证，成为我国航天领域应用拓扑优化技术实际设计并应用的最大传力构件。

箭体主（次）承力筒壳结构优化减重设计。在新一代火箭直径加大的情况下，如何在火箭主次承力筒壳体为轻质薄壁的情况下增加火箭承载力，并且保证火箭的稳定性，就成为摆在科技工作者面前的严峻课题。通过对箭体主（次）承力筒壳采用蒙皮桁条结构和网格加筋结构，获得了不同结构参数对极限承载力的影响规律，总结出“高效后屈曲数值分析方法”和“多层级参数与拓扑组合优化方法”的优化减重设计理论。

该设计理论应用于我国新一代大直径运载火箭一二级间段、一级箱间段、仪器舱、整流罩、二级箱间段等的优化减重方案设计，2011年火箭型号办实施了对一二级间段主承力筒后屈曲极限承载力试验，成为我国运载火箭设计史上最大直径的轴弯剪试验。总师李东研究员评价为“我国首次直径5m实验验证级间段轻量化设计取得了圆满成功”。

火箭筒壳轴压稳定性折减因子的确定方法。在火箭主次承力筒壳极限承载能力的预测中，为了应对这类结构对初始缺陷的敏感，要在理论预测值的基础上乘以一个折减系数，叫做折减因子。目前各国折减因子的确定大都以中小直径的实验数据为标准，王博和火箭设计研究院的科研人员在研究中发现这种标准可能过于保守，特别是制造大直径火箭，如果采用该标准会导致火箭严重超重。

王博团队提出的这一问题立刻得到中国运载火箭技术研究院的高度重视。为此，团队进行了面向“网格加筋结构的缺陷敏感性分析方法研究”，提出了基于优化方法获得多点最不利的侧向扰动进而估计筒壳结构折减因子的新思路，这一方法有望领先欧美学者同期的研究水平，并将在未来我国重型运载火箭结构设计中应用。

我是在得到很多人帮助下成长起来的

“成功真的不只是靠个人的努力，是我所在团队共同工作的成果”，“和航天一院的设计师们合作的这几年里，更多的是我从他们身上学东西。”王博诚恳地说，的确，在国家新一代运载火箭开发和研制过程中，王博的团队成员和所合作的中国运载火箭技术研究院总体设计部的项目组成员年龄相仿，都是年轻人，都有令人羡慕的学历，干事业都有一股拼劲儿；火箭上天，来不得半点马虎，对问题的较真儿，会争得面红耳赤，航天人的求真、求严、务实精神，让王博感触颇深，而正是在关键问题敢于较真儿上，王博赢得了大家的认可与肯定。集体智慧、团队合作创造出一项项新的奇迹，打破了国外的技术封锁，成就了中国人一个个航天梦的实现。

“我的成长离不开导师的言传身教。”导师程耿东院士不仅为他提供了良好的科研环境，而且程耿东院士的平易近人让他肃然起敬。“参与火箭优化减重任务的那段时间，程老师出差到北京，只要有空儿就到一院一部，不需接待和陪同，直接进到院里逃逸楼的七楼，与我们这些年轻人和学生一起讨论，没有架子、不走形式和过场。而且程老师还经常告诫我，‘要用欣赏的眼光看待别人的工作’，要营造良好的科研合作氛围。”

“我为此也倍觉身上肩负的担子，力学系老一代奠定的坚实基础不能在我们这辈人身上给弄砸了。”王博为此严格要求自己，不仅努力专研科研，而且在教学上也非常下功夫，在全国基础力学和辽宁省青年教师讲课大赛上拿过第一名。他说：“教学与科研一样重要，我在课堂上给学生们讲我们为火箭进行的结构优化设计，学生们听得津津有味；而且教学还能促进我把理论基础研究得更加透彻，要有过硬的理论功底做铺垫。”

谈到今后发展，王博谦虚地说：“我今后会加倍努力，在航空航天工业技术研发中，当大家谈到我们这个领域，知道有我这个人就足以。”他很享受和航天人在一起摸爬滚打的过程，这不，采访结束后，他第二天就又到北京研究火箭去了。