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学科专业

仪器科学与技术

日期:2012-06-26 浏览量:

学科现有一支由4名院士牵头,包括1个自然基金委创新群体、3个教育部创新团队、1个科技部重点领域创新团队在内的老中青结合、中青年学术骨干为主的研究团队;承载了包括“航空科学与技术”国家实验室(筹)、“惯性技术”国防科技重点实验室、“空间科学与技术”教育部国际合作联合实验室在内的11个科研基地的建设工作;2006年至今,主持项目获10项国家级科技奖励,其中2007、2008年连续获得国家技术发明一等奖,并同时入选2008年中国高校十大科技进展。2012年以来,主持承担国家重大仪器专项8项,2012-2015年科研经费4.8598亿元,人均138万元/年。

1.定位与目标

空白中开创、困难中坚守、机遇中突破,学科发展践行了“永恒的陀螺精神”。1952年,北航建校伊始即承担了为新中国培养航空航天科技英才的重任。1956年,为满足“两弹一星”工程惯性制导的急需,在钱学森先生提议下,我国惯性技术奠基人之一林士谔先生带领第一代仪器人白手起家、艰苦创业,创办了我国第一个“航空陀螺与惯性导航”和“航空仪表与传感器”专业。始终以服务国家战略需求为己任,弘扬“心怀祖国、勇于创新、甘于奉献”的陀螺精神,为我国航空航天发展史镌刻了北航仪器人拼搏奉献的永恒印记。1981年,“航空陀螺及惯性导航”专业获批首批博士点,入选了历次国家重点学科;1988年,“惯性技术及其导航设备”获批全国重点学科,1997年调整为“精密仪器及机械”,2007年“仪器科学与技术”学科被认定为国家一级重点学科(全国共三家)。2012年在教育部组织的一级学科评估中名列全国第1。

2.优势、特色与学科方向设置

形成“四大”协同发展模式,学科方向的航空航天特色浓郁。学科成立以来,始终面向航空航天、国防和国民经济建设主战场开展自主科学研究,形成了“大项目、大团队、大平台、大成果”的特色发展模式,

特色研究方向有:

(1)惯性仪表与系统

三代人持之以恒,攻克惯性仪表与系统核心技术,打破国外技术封锁。陀螺仪是惯性导航与制导系统的核心器件,上世纪50年代,林士谔先生带领第一代陀螺人研制成功我国第一个液浮、气浮和挠性陀螺,实现了我国转子陀螺的从无到有;80年代初张惟叙先生带领第二代陀螺人率先开展光纤陀螺研究,历经30年实现了从转子陀螺到光纤陀螺的跨越;房建成院士敢为人先,瞄准国际前沿,带领第三代陀螺人开展原子陀螺的创新研究;针对我国新一代高精度长寿命对地观测卫星和载人航天的迫切需求,先后研制成功我国第一台磁悬浮飞轮、单框架和双框架磁悬浮控制力矩陀螺等惯性执行机构。2006年以来主持获得国家技术发明一等奖、二等奖各1项和科技进步二等奖1项,其中2014年主持获国家技术发明二等奖。

(2)光电精密测试与仪器

三代人坚持不懈,突破航天器姿态控制和天文导航中的核心器件——星敏感器技术。上世纪60年代,第一代学科带头人王裕齐先生率先在国内开展星体跟踪器的研究工作;申功勋先生承前启后研制成功TW1~8系列星体跟踪器;张广军院士勇于创新,2008年研制成功小型高精度CMOS天体敏感器,成功应用于多个国家卫星型号。该方向还研制成功应用于“神舟”系列飞船的二氧化碳分压传感器、飞机大型整体结构件原位测量系统等多项国际先进的研究成果。2006年以来主持获得国家技术发明一等奖1项、二等奖3项,其中2012年和2013年分别主持获国家技术发明二等奖。

(3)航空航天传感技术

三代人星火相传,研制航空航天先进传感器。航空航天传感器是确保航空器、航天器可靠运行与控制的前提和重要基础,上世纪60年代,刘广玉先生在国际上率先研制成功机载膜盒式气压传感器,成功应用于无人侦察机,80年代研制成功新型谐振式压力传感器,应用于国产战机并出口国外;上世纪70年代,黄俊钦先生率先开展加速度等参数的动态校准技术;吴宗岱先生研制成功国际领先水平的高温应变片,出口美国NASA;樊尚春团队开展了谐振式质量流量、加速度、角速度传感器的研究,孟晓风团队研制成功武器系统现场综合计量保障系统。2006年以来主持获得国家技术发明二等奖1项、科技进步二等奖2项,其中2013年获国家技术发明二等奖。

(4)科学仪器与应用

瞄准科学前沿,深化学科交叉,开展科学仪器的研制及应用。针对空间科学仪器,承担了“张衡一号”卫星主载荷感应式磁力仪的研制,取得一系列原创性突破,建成国际上最先进的磁场波动屏蔽室,将为空间极弱磁场扰动探测奠定坚实基础。主持国家自然基金委重大仪器专项项目,基于SERF原子自旋的超高灵敏惯性、超高灵敏磁场测量的关键技术指标均达到了国际先进水平。联合承担了多项国际卫星合作项目,显著提升了我国科学仪器的研发水平,促进了我国地球科学和空间科学的发展。

3.人才培养

坚持教学科研相长,与时俱进优化培养体系,贯彻分类培养的人才培养模式。学科始终坚持“以科研促进教学、以教学带动科研”的发展理念,多轮驱动夯实创新人才培养平台。5名北京市教学名师牵头,4个省部级以上人才培养基地作为支撑,凝炼出“以培育学生创新精神为目标,以优化人才培养体系为重点,以健全监督和保障机制为基础”的教育理念,贯彻了分类培养的培养模式。探索“依托联合实验室、借力国际师资、加强学术交流”的具有国际视野的原始创新人才培养模式,毕业生中成长出加拿大工程院院士黄彪教授、《AIAA Journal of Guidance》主编陆平教授、长江学者讲座教授获得者靳伟教授;探索“依托共建基地、借力优势资源、注重学术凝练”的面向实践的工程特色突出人才培养模式,毕业生中成长出中国航天科技集团包为民院士和王巍院士、载人航天工程副总师沈力平少将;探索“树立远大志向、敢于面对困难、勇于坚持不懈”的复合型工程管理人才培养模式,毕业生中成长出第五届“首都道德模范”廖理纯校友、“中国职业帆船第一人”郭川校友。

4.国内外影响

注重社会服务,重视国际交流,创建国际合作新模式,学科影响力显著提升。学科始终以服务社会为宗旨,积极参加国家科技政策与发展规划,致力于推动科技成果转化,服务国防和国民经济建设。冯培德院士是全国政协委员、中航集团科技委副主任,曾任中国惯性技术学会副理事长,姚骏恩院士是中国电子显微镜学会的创办人之一,张广军院士是中国光学工程学会理事长,房建成院士是教育部科技委委员、英国卢瑟福-阿普尔顿国家实验室名誉教授,曹晋滨教授是国际空间研究委员会辐射带专家组成员,樊尚春教授是中国仪器仪表学会专家委员会委员,学科带头人在国内外重要学术组织中担任重要职务,显著提升了学科的国内外影响力。2008年,在中、英两国航天局支持下,本学科牵头,联合英国卢瑟福-阿普尔顿国家实验室,共同组建了国内第一个中外合作的“中英空间科学与技术”国际联合实验室,创建了新的国际合作模式,2014年获批教育部国际合作联合实验室。此外,通过积极参加日本Belle II、欧盟CMS等多个国际合作组织的形式,逐步形成了国际化团队建设的新模式,青年学术骨干迅速在国际学术界崭露头角。

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