莊逢辰（1932— ）
中國科學院院士，液體火箭發動機和工程熱物理專家，我國火箭燃燒研究的先驅，我國液體火箭發動機學科首批博士生導師，液體火箭發動機噴霧燃燒模型和數值仿真研究的創始人和開拓者。創立了多項液體火箭發動機燃燒模型和數值仿真方法，為多種型號的液體火箭發動機研制提供了新的分析工具和技術支持。
完成我國第一部系統論述液體火箭發動機燃燒性能計算的專著《液體火箭發動機噴霧燃燒的理論、模型及應用》。獲國家科技進步獎二、三等獎各1項，部委級一、二等獎9項等。榮立二等功一次。
20世紀50年代，莊逢辰（后排中間）與父母及兄弟姊妹合影。
20世紀60年代，莊逢辰（左）在蘇聯莫斯科動力學院與蘇聯導師討論問題。
上世紀80年代，莊逢辰（左二）指導研究生。
1992年，莊逢辰（右一）帶俄羅斯航空大學教授參觀燃燒實驗室。
1983年，莊逢辰（右一）向燃燒專家F.A.Williams介紹液體火箭發動機燃燒過程綜合模型的研究思路。
2014年，莊逢辰（左）參加第35屆國際燃燒會議，與F.A.Williams（中）和C.K.Law合影。
今年92歲的莊逢辰常說，“我知道的要比我想知道的少得多，我能做的比我想做的少得多，我做的又比我能做的少得多。我現在還有很多想學想做的沒有做，還需要努力”。
莊逢辰的一生，都在和“燃燒”打交道。
初遇“燃燒”是他的出生日。1932年1月28日，淞滬抗戰爆發，戰火燃燒到上海。這一天，莊逢辰在江蘇常州出生。
又遇“燃燒”是他求學時。1953年，哈爾濱工業大學（以下簡稱哈工大）開設我國首個鍋爐制造專業，讀大三的莊逢辰被提前調出當老師，開始鍋爐燃燒的教學與研究工作。1962年調入新成立的液體火箭發動機專業繼續開展燃燒教學科研工作。
再遇“燃燒”便是一輩子。1970年，莊逢辰被調到國防科技大學（原長沙工學院），歷任燃燒理論和熱學教研室主任、火箭推進技術教研室主任等職。以后的幾十年里，他一直致力于液體火箭燃燒等領域的研究和應用。
筑夢“燃燒”
莊逢辰出生在戰火年代，生不逢辰。父母反其道而為兒子取名“逢辰”，希望他終有一天遇上好時代。他在苦難中度過了童年和少年時代。切身的經歷讓他認識到，在強權世界里，落后就要挨打。他很早就萌生了不屈外虜、強我中華之心。
1949年，新中國成立，他終于“逢辰”。懷著工業強國的愿望，他考入浙江大學，一年后為盡快學到蘇聯的先進科學技術轉學到哈工大，進入機械制造本科專業學習。1953年，哈爾濱鍋爐制造廠開始建設，哈工大開設了我國首個鍋爐制造專業。離正式畢業還有兩年時，莊逢辰被選拔出來擔任教師，他一邊聽蘇聯專家講課，一邊參加鍋爐教研室籌建工作，由此開啟了一生的科研之路。
那時，莊逢辰每年都帶學生到火力發電廠實習，經常看到由于煤燃燒不充分，導致鍋爐結渣或者燒壞使鍋爐停運。是否能解決這個問題？如何解決這個問題？責任心和好勝心讓他萌生出研究煤的燃燒過程及鍋爐燃燒的想法。可是，無論從當時蘇聯專家的講課內容中還是從教科書中，都找不到答案。
恰巧，莊逢辰讀了諾貝爾獎獲得者、蘇聯化學家謝苗諾夫寫的《燃燒與爆炸》，書中提到，火和電是推動人類技術前進的兩個主要杠桿，但我們對于“年輕”的電的了解，較之對古老的火的了解要清楚得多。這讓年輕的莊逢辰堅定了開展燃燒研究的決心。他在校內建了一系列燃燒研究試驗臺，為學生開設爐內燃燒過程和燃燒理論新課程。
1960年10月，莊逢辰被派往蘇聯莫斯科動力學院進修。次年4月，蘇聯發射世界上首艘載人飛船。聽到這個消息后，莊逢辰認識到蘇聯載人飛船的研究水平很高，于是開始大量閱讀與之相關、也與燃燒有關的液體火箭發動機方面的書籍。
液體火箭發動機是指以液態化學物質作為液體推進劑，通過液體推進劑的燃燒為發動機提供能源和工質的化學火箭發動機。他相信“祖國將來也一定會發射衛星和載人飛船，也需要解決火箭發動的燃燒問題”。
1962年10月，莊逢辰進修期滿，莫斯科動力學院希望他留下來繼續工作，并資助他攻讀副博士學位。但他義無反顧按時回國。
當時，哈工大已設立火箭發動機專業，他回國后即被調到火箭發動機教研室負責教學工作，為學生講授“液體火箭發動機燃燒理論”課程，同時開展相關科研工作。
“或許是命運的安排，但最根本的還是國家需要，歷史讓我最終走上了航天科研之路。”莊逢辰說。
半個世紀的“微薄貢獻”
20世紀60年代，我國研制東風導彈時常常出現液體火箭發動機損壞、燒毀甚至爆炸等故障。雖然通過大量試車解決了問題，但沒形成有效的設計理論和方法。
當時的國內外學者提到燃燒問題都有些無奈和信心不足。世界著名燃燒專家、美國加利福尼亞大學圣迭戈分校能源和燃燒研究中心主任F.A.Williams教授曾說：“液體推進劑燃燒過程相當復雜，很難對其進行嚴謹的分析和描述。”
這讓莊逢辰認識到，要真正解決火箭發動機的燃燒問題絕不是一個短期行為。但他沒想到的是，這項研究持續了近半個世紀。
20世紀70年代后期，我國計劃發射地球同步通信衛星，其中FY-20發動機研制是關鍵。這是“長征三號”運載火箭的一級發動機，其研制過程中不斷發生燃燒問題。莊逢辰到研制單位上海航天局801研究所深入了解FY-20發動機研制情況，當時801研究所從諸多設計方案中選出了3種，要求莊逢辰對這些方案進行理論計算以確定最佳方案。
這一看似“簡單”的研究用了8年多時間。莊逢辰不但完成了FY-20發動機燃燒室計算模型的課題研究，還開創性地建立了自燃推進劑的高壓蒸發和燃燒模型，采用計算機數值計算方法給出了燃燒室內推進劑蒸發和燃燒參數的定量變化。
上海航天局對這個項目進行了鑒定，鑒定委員會主任是當時液體火箭發動機研究所所長、航天工業部液體火箭發動機專業委員會主任劉傳儒研究員。鑒定意見認為，該項目研究建立的模型是國內外當時已有模型中考慮因素最多、最完善的。運用該模型計算的結果與試驗結果符合較好，隨后將其用于對FY-20發動機推力性能和穩定性的預測，并提出了幾項設計改進預案。
之后，該模型在我國多個火箭發動機研究中發揮了關鍵作用。1984年，使用FY-20發動機的“長征三號”運載火箭，成功發射了我國第一顆地球同步衛星東方紅二號。
彼時，火箭發動機燃燒的研究已取得一些成果，而莊逢辰與錢學森的一次簡單對話，則進一步增強了他研究燃燒的自覺性和責任心，堅定了他從事發動機燃燒研究的信心。
事情是這樣的。1970年，因哈工大內遷及專業合并，他進入國防科技大學應用力學系（后改名為航天技術系）工作。1979年7月12日，時任國防科委副主任錢學森到國防科技大學應用力學系召開教師座談會，特別談到液體火箭發動機專業相關話題。他說：“第二次世界大戰后，液體火箭發動機出現過高頻振蕩，當時我以為是旋轉爆震，不知是否有人繼續研究？到底是什么原因，一直是個謎。”
莊逢辰順著話題提問：“我大學學的是機械工程，后又搞鍋爐燃燒，現在研究液體火箭發動機燃燒，是否轉行太多了？”
“學鍋爐好啊！我大學學的是火車頭，也是鍋爐呢！”錢學森笑著說，“鍋爐和液體火箭發動機只是研究的工程對象不一樣，但很多基礎理論是相通的。你不但可以研究液體火箭發動機燃燒，火箭導彈中的很多問題你都能研究。”
錢學森還特別提出要從發動機型號研制轉到科學技術上來的問題，包括搞清楚先進的發動機需要什么技術、什么理論；不同推進劑、不同的設計，發動機燃燒性能會不一樣，能不能不單純依靠試驗，在理論上先算一算等。
此后，莊逢辰開始制定系統的液體火箭發動機燃燒過程綜合模型的理論和實驗研究規劃，提出要研究8個模型和相應的試驗裝置，同時建設液體火箭發動機燃燒實驗室。
這是一個宏大的計劃，要建立包括高壓單滴蒸發系統、高壓單滴著火燃燒系統、高壓噴霧特性系統等一套完備的實驗裝置。依托這一套實驗系統，可對液體火箭發動機的噴霧燃燒機理和過程展開系統研究，建立液體推進劑的霧化與蒸發、著火與熄火、湍流兩相反應流等模型。
經過多年努力，燃燒實驗室終于建成，產出了一批應用于液體火箭發動機研制的研究成果，也培養出一批航天領域杰出人才。在這個燃燒實驗室里所展開的研究，奠定了我國液體火箭燃燒領域研究的基石。
1986年3月，我國開始研發“長征三號甲”運載火箭。為此，需要研制更大推力的YF-75氫氧發動機和能夠將衛星送入更高軌道的遠地點發動機。莊逢辰分別與上海801研究所和航空航天部北京11所簽訂了多項關鍵技術的合作課題。
20世紀90年代，他成功研究出氫氧發動機燃燒室熱態模擬計算通用模型和設計軟件，對YF-75發動機燃燒過程進行數值模擬計算，為設計人員了解燃燒過程、正確選擇設計參數提供了重要依據，同時也為研制采用MMH/NTO推進劑的遠地點發動機提供了重要依據。
“現在回過頭看，我只是作了微薄的貢獻。”莊逢辰感慨地說，他在20世紀60年代初的愿望，終于在20世紀末和21世紀初看到了結果。
打敗不穩定燃燒的“幽靈”
莊逢辰總能面向工程實踐提煉重大科學問題。他認為，燃燒基礎研究一定要走在發動機型號研制的前面，為型號研制提供創新的思想、技術和方法。
盡管燃燒現象很復雜，涉及諸多基礎學科，但莊逢辰把重點放在錢學森說的分析問題、解決問題的方法上。他總結出一套獨特而有效的燃燒理論學習方法，形成了觀察現象、提煉模型、列出方程、計算結果、實驗驗證、做好分析的六步流程。
他善于抓住噴霧燃燒過程的本質特性，提出簡單而又合理的模型，既解決了問題，又避免了復雜的計算過程。他的研究生陽波回憶說：“莊老師善于抓住物理要點的研究方法，深深影響了我以后的科研活動。”
早在1970年左右，莊逢辰就敏銳認識到液體火箭發動機燃燒過程的深入研究離不開計算機。據其學生陳新華回憶，那時計算機還很落后，用他們建立的液體火箭發動機燃燒模型對某型號發動機的燃燒過程進行數值模擬計算，需要通宵達旦連續計算。
“我們的計算程序內存要大，計算時間很長，往往在晚上進行，經常是在下半夜或第二天清晨才出計算結果。”經過許多次失敗和挫折，莊逢辰終于了解了火箭發動機燃燒的具體過程及其與發動機結構參數、推進劑物性參數的關系，并與實際試車結果較好地契合。由此，他開創了我國液體火箭發動機燃燒數值仿真研究領域，研發了涵蓋各種類型液體火箭發動機的數值仿真系統，并在我國的重大火箭型號中獲得了應用。
20世紀90年代，莊逢辰將主要精力放在液體火箭發動機燃燒穩定性研究上。他一直記得錢學森說過的話，即液體火箭發動機不穩定燃燒問題還沒有根本解決。因而，液體火箭發動機出現的不穩定燃燒的“幽靈”，一直縈繞在他的腦海中。
莊逢辰認為，液體火箭發動機發生不穩定燃燒，燃燒是主因，控制是外因，研究先要抓住根本再逐步進行。
當時801研究所承擔神舟飛船推進系統研制任務，其中2500N推力的軌控發動機首次試車就遭遇不穩定燃燒導致失敗，被列為載人飛船18項關鍵技術之一。
“此前國內沒這方面的成功經驗，更缺乏理論依據。”莊逢辰帶團隊全力研究，用4年時間在國內首次建立了MMH/NTO火箭發動機燃燒不穩定性數值評定方法，成功應用于神舟飛船的3種雙組元發動機。2003年10月15日，我國首次載人航天飛行中，神舟五號飛船軌控發動機和姿控發動機的燃燒非常穩定，保證了飛船的成功變軌和返回。
1995年，莊逢辰出版了《液體火箭發動機噴霧燃燒的理論、模型及應用》專著。該書是我國第一部系統建立和詳細闡述液體火箭發動機噴霧燃燒理論、建模和性能計算方法的專著。
值得一提的是，這本專著是他躺在病床上寫出來的。1994年，莊逢辰因骨折需臥床治療，這期間他整理了自己30余年的講義、講稿、研究報告、論文，對已有成果進行了系統梳理和凝練，創立了一個新的學科方向，即液體火箭發動機燃燒理論與仿真。
專著出版后獲得國內外航天專家一致好評。“兩彈一星”元勛、中國科學院院士任新民以及中國工程院院士孫敬良都認為該書填補了我國該領域的空白。美國賓州大學推進研究中心Vigor Yang教授、俄羅斯莫斯科航天大學液體火箭推進教研室主任A.A.Sergienko教授以及F.A.Williams等科學家都給予了高度評價。
“他的指導極具大家風范”
從1954年開始，莊逢辰一直從事“太陽下最光輝的事業”，有近70年的教學經歷。他一生奉行陶行知先生的教育思想，“千教萬教教人求真，千學萬學學做真人”，為國家培養了一大批高水平創新人才。
莊逢辰培養學生，首先注重學生的“德行”成長。他告誡學生，為人要“三老”，就是做老實人、辦老實事、說老實話；做學術要“三嚴”，就是嚴謹、嚴密和嚴格。他為人師表，以身作則，與學生亦師亦友，注重用自己的榜樣力量教育和引導學生成長。他表示，“教師的任務在于點燃學生心中的火種，激發學生自身的光和熱”。
在哈工大留校之初，他就一心撲在教學上，曾帶一批批學生到鍋爐一線實習。其間因受限于空間狹窄，每次只帶幾個學生進入鍋爐內參觀。他在二三十米高的鍋爐上爬上爬下、鉆進鉆出，反復多次，每次都弄得又臟又累。
燃燒理論晦澀難懂，如何讓學生愛上這門課？20世紀60年代，莊逢辰花了一年多時間寫出了當時作為保密材料的“5215”講義，即燃燒理論講義。70年代他編著出版了我國第一本液體火箭發動機推力室設計教材，其中兩章專門講燃燒，并于1977年出版。
為了使課堂上的抽象問題具體化，他做了很多形象的教具，盡管被玻璃多次劃破手、胳膊曾二度燒傷、多次做自燃推進劑點火試驗使身體受到毒性侵害，他也毫無怨言。
為了讓學生更透徹、全面地掌握燃燒理論，他總結出了一套學習方法。海軍航空工程學院教授原渭蘭說，莊老師的課極大激發了她的興趣，讓她愛上了這個專業，“我和很多同學一樣，先是感覺‘原來燃燒這么有趣’，然后體會到燃燒學在理論和應用技術上的專深和廣博，接著就以極大的熱情投入到學習中”。
莊逢辰把創新作為博士研究生培養的基本標準。他認為學生也是科研團隊成員，必須從實際問題中找研究方向，培養學生獨立開展科研的能力。他對研究生的指導有三個特點：一是給予學生充分獨立的探索空間，二是提供開放且前沿的引導，三是營造一個活潑嚴謹的討論氛圍。學生評價說，他的指導極具大家風范。
他培養的博士、中國工程院院士王振國說，莊老師對我國火箭發動機燃燒、超燃沖壓發動機燃燒有歷史性貢獻，一是發展了液體火箭發動機燃燒理論，二是培養了一批燃燒研究領域人才。“莊老師不單是一位科學家，更是一位教育家。”
“燃燒”一甲子仍繼續
莊逢辰一生都在不停學習，孜孜不倦地探索學科領域科技前沿。
20世紀70年代，承擔研制變推力液體火箭發動機項目，開創液體火箭發動機燃燒數值仿真研究；80年代，解決“長征三號”運載火箭發動機燃燒問題，提出研究超燃沖壓發動機的思想；90年代，出版我國第一部液體火箭發動機噴霧燃燒專著，倡議研究天地往返運輸技術；2000年左右，推動爆震發動機技術研究；2010年之后，大力支持推動激光推進技術……
直到今天，已92歲高齡的莊逢辰仍堅守科研一線，他的一生都在“燃燒”自己，助力火箭騰飛，點亮星海長空，播撒航天火種。
他當年指導的前瞻性研究方向，如今已經結出累累碩果：變推力火箭發動機早已應用于我國探月工程、超燃沖壓發動機技術取得了革命性進展、爆震發動機正在成為新型航天發動機的研究熱點，并取得了重要突破。
莊逢辰始終保持對科學的好奇心，把熱愛科學、探求真理作為畢生追求，把自己的全部智慧奉獻給了對科學真理的不懈探索。他時刻謹記錢學森說過的“Nothing is final”。他總是說，“我知道的要比我想知道的少得多，我能做的比我想做的少得多，我做的又比我能做的少得多。我現在還有很多想學想做的沒有做，還需要努力”。
作為我國液體火箭發動機燃燒模型和數值仿真研究的創始人和開拓者，莊逢辰因為在火箭燃燒領域作出的杰出貢獻，于2001年當選中國科學院院士。2012年5月，中國工程熱物理學會授予他“杰出貢獻獎”，頒獎詞是“他傳承著‘兩彈一星’的‘艱苦奮斗、無私奉獻’之精神……六十載潛心燃燒研究，終碩果累累。一甲子燃燒精神綻放，滋桃育李，芬芳遍神州……”
但他認為，這是對他的鼓勵和要求，他還要繼續努力。他用128字的總結，表達了自己一生的思想、工作和追求：
一名教員，從事科研。黨的教導，祖國需要。
忠誠使命，追求理想。學實踐論，深入實際。
學矛盾論，潛心鉆研。勤學苦練，自己領悟。
看準方向，迎難而上。哲人指點，好友相助。
漫漫長路，上下求索。功夫到家，終有所獲。
以研促教，以教促研。教書育人，教學相長。
培育后生，今已勝藍。科研成果，用于航天。
夙愿雖遂，僅是初步。航天強國，尚需奮蹄。
（作者李清廉、劉衛東為國防科技大學教授，吳晉湘為河北工業大學教授）
本文鏈接：莊逢辰：一生獻身“燃燒” 推進火箭騰飛http://www.lensthegame.com/show-11-3151-0.html
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