通过综合项目培养航天工程领军领导人才

朱浩　徐维乐　蔡国飙

在高校特别是工科专业弘扬好工程师精神，开展好工程师教育培养，对于在新时代建设科技强国和制造强国具有深远意义。

工程师是科技工作者队伍的关键组成部分，我国的工程师群体在服务国家重大战略工程、推动国家科技和产业发展方面发挥着日益重要的作用。近日，习近平总书记出席中央人才工作会议并发表重要讲话，指出：“要培养大批卓越工程师，努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。”高校作为人才培养的重要阵地，承担着培养未来卓越工程师的使命，在高校特别是工科专业弘扬好工程师精神，开展好工程师教育培养，对于在新时代建设科技强国和制造强国具有深远意义。

近年来，北京航空航天大学宇航学院在学校建设中国特色世界一流大学的大背景下，积极探索符合时代需求的航天工程师培养模式，推动开展了“北航”系列探空火箭项目。以学生团队为主体，先后成功研制并发射了“北航一号”“北航二号”“北航三号”探空火箭和“北航四号”临近空间火箭动力飞行器，形成了通过综合项目培养航天工程领军领导人才的有效路径。

通过综合项目培养航天工程领军领导人才，体现了在高校开展工程师教育培养的时代要求和实践基础

航天科技与产业的快速发展为航天工程师教育培养指明了前进方向。当今世界面临“百年未有之大变局”，世界科技强国围绕科技制高点的竞争愈发激烈，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科技创新的重要性显著增强。航天技术作为一项高新科学技术，是一个国家科技、经济、军事能力的重要标志，彰显着大国地位和大国实力。一个国家航天科技的能力水平集中体现在一次次重大航天工程项目的实施过程中。作为一项大规模、系统性工程，航天工程往往涉及多个学科门类，综合性、集成性很强，理论与实践的联系十分紧密。一次航天任务可谓“千人一杆枪，万人一支箭”，需要工程全线密切配合、周密实施，才能取得圆满成功。当今航天工程的上述特点，决定了它的顺利开展离不开一大批热爱祖国、热爱航天事业、技术创新能力强、解决工程问题水平高的航天工程师。

北航建校以来的光荣传统为航天工程师教育培养提供了坚实土壤。以通过综合项目的形式培养服务祖国航空航天事业的“红色工程师”是北航建校以来的优良传统。早在新中国成立初期，北京航空学院就承担了著名的“十大工程”，其中火箭系师生于1958 年成功研制并发射了“北京二号”探空火箭。作为亚洲第一枚近代探空火箭，“北京二号”尺寸虽小，但已具备了现代火箭的各个分系统。面对当时国内工业基础薄弱、材料设备有限、研制经验缺乏等多种困难，火箭系师生从零开始、攻坚克难，仅用六个月时间，就完成了由方案、设计、研制、装配再到发射的全部技术环节。“北京二号”的成功发射也开创了以综合项目为载体的人才培养模式，积累了实践经验，为学校在新时期继续开展好航天工程师教育培养打下了坚实基础。

团队开展大型学生综合项目的实践为航天工程师教育培养提供了鲜活案例。21世纪以来，沿着“北京二号”所开创的道路，北航学子校园里“做总师”，立志把毕业设计“写”上蓝天。由宇航学院蔡国飙教授为教师总负责人，学校于2005年启动了学生探空火箭项目，14名优秀本科生投身研制工作中，成功将“北航一号”探空火箭送上蓝天。团队进一步探索固液混合火箭发动机的应用潜力，2008年，“北航二號”探空火箭飞行试验圆满完成，这是我国首次成功进行固液动力探空火箭的发射和回收;2011年，成功发射“北航三号”探空火箭，这是我国首枚以过氧化氢固液火箭发动机为动力系统的探空火箭;2020年，“北航四号”临近空间火箭动力飞行器成功发射，实现国内首次固液动力飞行器高空高速有控长时飞行。在此过程中，通过综合项目培养航天工程领军领导人才的模式也不断丰富、拓展。

通过综合项目培养航天工程领军领导人才，丰富了在高校开展工程师教育培养的实现形式

加强顶层设计。在高校特别是工科专业开展工程师教育培养，首先需要加强顶层设计谋划，形成一套符合未来工程师培养需求的体系框架。“北航”系列探空火箭项目团队在实践过程中不断探索科学、高效的项目管理模式，参考航天型号工程中的“两总”管理模式，研究并建立了“3+1”的组织管理架构。由学院成立项目领导小组，负责项目选题、制订培养计划、筹集经费、落实场地等行政性管理工作;由学院专业教师组成指导教师团队，负责指导学生解决项目中的具体技术问题;学生团队来自各个航天专业，根据项目需求划分为多个分系统，各系统分工协作，确保工作到人、责任到人。同时，团队邀请航天领域资深专家，形成专家咨询组，在项目关键阶段的咨询、评审中给予必要的技术支持。学院、教师、学生与行业专家四方共同努力，推动和保障项目的顺利实施。

注重创新引领。未来的航天大型工程项目复杂度更高、技术难度更大，且往往无先例可循，优秀的航天工程师必须具备足够的自主创新能力，敢于解决、善于解决关键技术难题。团队充分发挥高校科研优势，坚持将理论与实践相结合，通过专业理论指导项目实施，通过工程实践牵引理论突破，在项目中产出一批原创性科研成果。从“北航一号”到“北航四号”，团队15 年不断创新，研制四代飞行器，并实现固液火箭发动机从原理验证性到工程实用性的飞跃。以“北航四号”项目为例，团队成功突破了固液火箭发动机变推力、长时间可靠工作、发动机与飞行器一体化设计等关键技术，已围绕相关技术发表论文50余篇，授权发明专利46 项，形成了具有完全自主知识产权的固液火箭发动机及飞行器设计方法和框架，实现在固液火箭发动机技术方面的国内领先、世界一流。周密组织实施。“北航”系列探空火箭项目都是系统性工程，包含动力、结构、控制、电气、测控、综合保障、有效载荷等多个学科专业。项目实施过程中，由总体统筹协调，各分系统大力协同、通力合作，提高了项目开展的效率和质量，融入了航天工程师所要具备的系统观念、大局观念。团队强化大型综合项目全流程组织实施，参考航天工程项目的一般组织实施流程，从任务分析、初步方案设计、总体方案设计优化、分系统详细设计、系统集成、试验验证等全部技术环节入手，将工程思维贯穿项目开展的全过程，建立起符合项目要求的技术管理、质量管理、财务管理制度。面对项目试验过程中出现的故障，团队把握航天型号工程中的“归零”思想，全流程排查问题，完成故障的复现，举一反三最大限度地规避风险，在解决复杂工程问题的过程中培养学生尊重科学、严谨务实的工程师精神品质。

通过综合项目培养航天工程领军领导人才，彰显了高校工程师教育立德树人的根本导向

实现全面发展。“北航”系列探空火箭项目保持了良好的项目延续性，充分发挥团队成员间的“传帮带”作用，形成由博士生、硕士生、本科生组成的人才梯队，先后共培养学生150 余名。在项目开展过程中，参与学生的系统思维能力、工程实践能力、学科交叉融合能力有效提高，一大批曾经的参与者已经成为航天工程领域的青年骨干，在长征五号运载火箭、新一代大推力液体火箭发动机等重大航天工程项目中发光发热。团队厚植爱国主义情怀，多次开展瞻仰革命烈士陵园、参观航天历史博物馆等活动，进行生动的爱国教育、信念教育和情怀教育，树立团队成员航天报国的坚定理想信念。

坚持产教融合。产业一线是培育工程师素养的最生动课堂，促进教育链与产业链有机衔接是培育优秀航天工程师的重要环节。项目团队与多家航天院所等工程单位形成良好合作关系，为学生搭建了贴近工程一线的实践平台，通过技术交流、走访调研等多种形式，实现“以产促学”，与课堂学习形成互补，促进了学生工程实践能力的显著提高。同时，大型综合项目中的学生科技创新成果通过校企合作转化为工程实用，如“北航四号”飞行器具有在固液动力高空高速类靶标等方面的应用潜力，目前正穩步推动项目落地和成果转化事宜。以综合项目为载体，通过高校科研团队的技术创新助力相关领域的关键技术突破，提高科技成果转化效率，带动上下游产业发展，使之具备良好的工程应用价值和市场经济效益。

工程反哺教学。项目指导教师不仅通过应用自身专业知识推动项目的顺利开展，也在项目中锻炼工程素养与教学素养，促进了自身工程实践能力和教学基本功的提高。教师与学生在工程实践中实现共成长，部分“北航一号”项目的参与学生已经成为“北航四号”项目的指导教师。着力促进科教融通，注重工程实践向教学端转化，把项目相关研究成果有机融入《火箭发动机设计》《专业课程设计》等航天专业课程教学体系，增加工程实际案例讲授、实物现场教学等环节，已形成一流本科生课程，帮助学生时刻掌握行业前沿动态，促进学生专业综合素养的提高，不断扩大工程师教育培养的辐射力、影响力。

展望未来，团队在后续项目实施过程中，将继续把弘扬工程师精神摆在重要位置，努力培养学生的集成创新能力、工程实践能力、专业综合能力和团队协作精神，力争为国家航天事业的发展输送更多的优秀工程师，为航天强国建设作出新的更大贡献！