书城传记中国航空工业人物传·专家篇
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第16章 冯培德 飞行器导航制导控制专家

冯培德(1941.4—),广东恩平人,飞行器导航、制导、控制专家,中国工程院院士。1957—1963年在北京大学力学系一般力学专业学习,1963—1967年在南京航空学院自动控制系陀螺及惯性导航专业读研究生。1967年毕业后被分配至三机部自动控制所,曾任课题主管、专业组长,1981—1983年赴美进修。1983—1984年任惯性导航系统研究室主任,1984—2001年任自动控制所所长,2001—2002年任自动控制所科技委主任,2002年后任中国航空工业第一集团公司、中国航空工业集团公司科技委副主任至今,同时任北京航空航天大学教授、博士生导师,国家大型飞机工程专家咨询委员会成员,中国科学院工程院机械运载学部副主任。冯培德曾先后被评为陕西省企事业优秀领导干部、国家级有突出贡献的中青年专家、航空工业劳动模范、全国先进工作者、中国航空工业第一集团公司优秀领导干部。他先后获国家科技进步特等奖、二等奖各1项,国家发明三等奖各1项,航空金奖1项,部级科技进步奖共12项。2008年担任第十一届全国政协委员。2001年当选中国工程院院士。

1957年,冯培德考入北京大学数学力学系。大学三年级时参加了该校和北京航空学院等院校联合承担的国家重要科研项目,从那时起就开始涉足惯导领域。1963年,冯培德大学毕业后考取了南京航空学院的研究生。1967年,冯培德被分配到地处陕西户县李家庄的三机部自动控制研究所。当时正处在我国航空惯导的起步阶段,冯培德被分派到陀螺导航研究室总体组,参加了我国第一代航空惯导系统——523惯导系统的研制工作,担任了惯导系统初始对准课题的主管技术员。

初始对准是惯导系统最重要的关键技术之一。20世纪70年代初,在冯培德的带领下,初始对准课题组进行了大量仿真和试验,利用数字滤波技术,有效地克服了各种噪声、滞环和死区的影响,还解决了对陀螺、加速度计的某些关键误差系数的在线标定问题,这些创新性的研究工作使我们在国内处于领先位置,后来得知与当时美国、法国等国的方案大体一致。

523惯导系统于1977年10月29日完成了车载试验,于1977年12月17日—1978年1月11日在北京进行了首轮试飞。共飞行8架次,22.5小时。试飞结果表明,该系统方案可行,精度基本达到预期指标。1978年11月—1979年1月,523惯导系统又进行了第二轮试飞,共飞行28架次,对系统功能、精度、可靠性及适应性进行了全面考核。1979年8月,三机部三局组织了“523惯性导航技术研究”成果鉴定,鉴定结论是:系统精度为2海里/小时(CEP),主要指标达到国内惯导系统研制的先进水平。在523惯导系统研究中冯培德做出了突出的贡献,为此他作为自动控制所的代表参加了陕西省科学大会。

在1978年“文化大革命”以后的第一次技术职称评定中,冯培德被评定为工程师。1981年8月—1983年8月,冯培德作为访问学者到美国田纳西大学进修了两年。1983年,冯培德完成了在田纳西大学的学习任务和研究工作后,谢绝了留在美国参加工作的建议,按期回国。1991年9月10日,冯培德被评为航空航天工业部有突出贡献的回国留学人员,1995年被评为陕西省有突出贡献的留学回国人员。

1983年8月,冯培德担任了自动控制所惯导系统研究室主任。1983年下半年,他在所领导的支持下,积极推动了采用挠性惯性器件的第二代航空惯导的立项工作。1983年12月8日,航空工业部三局与自动控制所签订了航空惯导预研课题的研制合同,明确规定1985年底研制出3套563S试飞样机,冯培德担任项目负责人。

作为科研带头人,冯培德在这些重大技术攻关中,提出了有价值的建议。如在挠性陀螺设计中,建议采用最佳气隙和使用斜圆环调节的方法,有效减少了陀螺漂移。针对挠性陀螺的特点,他在平台稳定回路设计中建议研制独特的章动阻尼器和梳齿滤波器。在系统试验中,为隔离陀螺加速度计及量化器误差系数,他提出了采用同位器电桥和相位电压表进行测试的技术。为解决低温性能的问题,他与研制团队一起寻找原因,发现了陷波器电容温度系数大引起工作点偏离,导致平台抖动加大的问题。

1982年9月,自动控制所与西安飞机设计研究所及西安飞机厂签订了歼轰7飞机563A惯性导航系统成品技术协议书,把惯导作为歼轰7的备份方案。在冯培德的带领下,赶在歼轰7首飞之前,研制成功563A惯导系统产品,争取到了装机试飞的机会,使563A由备份转成正式列装设备。

1989年,总参谋部、国防科工委又下达了空中加油工程惯性导航系统的研制任务,分别为加、受油机研制563B、563C惯导系统。1994年,563B、563C惯导系统设计定型,圆满完成了加、受油机空中大会合任务,同时实现了小批量生产的目标。后来又针对轰6系列飞机要求,研制了“三合一”通用惯导系统——563E。

鉴于563系列惯导系统在性能上与国外装机产品仍有一定差距,从1986年开始,上级主管部门就组织了多次对外技术合作的考察和论证,也得到了国外许多公司的积极响应,但都没有获得这些国家技术出口的许可。1989年12月14日,国家计委、总参谋部、国防科工委下文批准573航空通用型惯导系统立项研制,该项目是当时管理层级最高、经费最多的机载设备研制项目。研制工作于1990年7月正式启动,冯培德担任了项目总设计师和现场总指挥。历经10年的磨砺,经航定委批准,573惯导系统于1999年设计定型,其水平与当时发达国家已装备的惯导系统大体相当。

1984年10月,冯培德被任命为自动控制所所长。担任所长以后,冯培德除日常行政工作外,还与全所职工一起完成了搬迁和改革两大任务。面对研究所深化改革的课题,冯培德提出了“航空科研上多型号,试制生产上小批量,预先研究上新水平”的方针,开创了科研生产的新局面,连续十几年经济收入年平均增长25%左右,职工的生活水平也有了较大提高,自动控制所步入了快速发展、良性循环的新时期。

20世纪90年代,中俄两国间建立了战略协作伙伴关系。冯培德不失时机地抓住了这一机遇,通过对俄合作,取长补短,在第二代惯导走向成熟和新一代激光陀螺的研制等方面都取得了明显效果,特别是培养了一支在激光陀螺、微机械、电子和微光学领域的设计与制造技术队伍,为后续发展奠定了良好基础。

2002年以后,冯培德作为中国航空工业第一集团公司科技委副主任,在各种场合努力强调航空机载设备的重要地位,提出了不少有益的建议。他作为国家大型飞机工程专家咨询委员会成员,积极参与大型飞机工程研制中的咨询工作。他还以强烈的社会责任感就“国家建立航空救援体系”、“开放低空空域推动通航发展”以及“未来空中交通管理的对策”等事项组织专题研究,撰写报告,受到有关方面的重视和好评。

从20世纪90年代初开始,冯培德已先后培养硕士生、博士生70人。近年来,他在北航又建立了一支以青年教师和研究生为主体的科研团队,在新型旋转调制捷联惯导系统、MEMS器件应用和高精度车载定位定向系统研制方面开展了很多创新性的研究工作,对推动惯性技术发展、培养新一代科技人才和产学研相结合又做出了新的贡献。

冯培德2001年当选中国工程院院士。