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邹广瑞人物简介

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·邹广瑞



邹广瑞,航天控制专家,中国通信卫星控制系统的主要研制者。研制出全物理仿真用气浮台,解决了模拟卫星在太空环境下工作的地面仿真试验难题; 研制出特强的太阳模拟光源,解决了高轨道地球静止卫星的控制精度问题; 提出用元器件照射和抗辐射分析代替整体部件的直接照射方案,解决了辐射试验对人身体的损害;成功地设计出高轨道、长寿命、高精度通信卫星的控制系统和推进系统。



邹广瑞,1933年6月1日生于辽宁省盖平县 (现称盖县)芦屯区官屯村一个贫困的农民家庭。时值日本侵略军侵占我国东北,父辈们经常暗地里向邹广瑞灌输反对日本侵略者的爱国主义思想。邹广瑞念完高小后,为躲过当日本劳工的灾难,决定不再上日伪的 “洋学堂”,转去私塾馆学习,他暗下决心要好好学习,成材救国。1945年8月15日,日本侵略军投降,东北光复。不久苏联红军路过家乡,邹广瑞亲眼看到了苏军的优良装备心里羡慕不已。他暗下决心,要学好技术,将来为壮大自己的祖国效劳。很快,八路军解放了他的家乡,他心里特别高兴,参加了土改,当上了儿童团团长。1947年国民党进占辽南地区,他的家乡又一次陷入战火之中,这一年邹广瑞考入了熊岳城职业中学。下半年国民党军队败退,辽南二次解放,他再次参加了土改和当上儿童团团长。1948年他考进熊岳城二中,并很快加入了共青团,1949年他加入了地下党组织,在二中担任学生会副主席。1950年中学毕业时,他以优异的学习成绩被省教育局批准保送到当时辽南条件较好的海城高中学习。海城高中条件好,老师教学水平高,聪明勤奋的邹广瑞如鱼得水,学习进步很快,特别是数学学习成绩更为突出,他经常与老师解 《世界难题三百例》,同学们起绰号封他为 “数学大王”。

1952年美帝国主义侵略朝鲜,当年10月邹广瑞在海城高中毅然报名参军,参加抗美援朝。抗美援朝胜利后,邹广瑞在海城高中补习一年后考入了哈尔滨工业大学,在预科学习一年俄语后被分到本科自动化装置及测量专业。由于学习成绩优秀,他被调去当了一年学生辅导老师。在1957年 “反右” 运动中因为他为所谓的右派同学辩护了几句,受到牵连被开除党籍 (直到1978年才被平反恢复党籍),回到班里学习。政治上的挫折,并没有改变他报效祖国的志向,他把全部精力都投入了专业学习,学习成绩始终名列前茅,在中国科学院自动化所撰写的 《三门峡水电站多点自动检测装置》 毕业论文也完成得十分出色。1960年10月学校根据国家人事局要求保送学习成绩优异者攻读研究生,邹广瑞也在其中,被保送到中国科学院自动化研究所代培,主攻自动控制专业的研究。自动化所的学术氛围很浓,并聚集着一批优秀的专家学者,邹广瑞喜欢这里的氛围,一种急于参加社会主义建设的愿望和自己政治上受挫的现实促使他主动提出退学,要求参加工作,1961年得到了国家人事局的同意。在此期间,在陆元九先生的领导下,他负责大功率振动台的设计和研制工作,与此同时还参加了自动化所主办的以陆元九、杨嘉墀、屠善澄为主的 “控制论” 讨论班和以童世璜、王传善为主的 “信息论”讨论班,协助陆元九先生为中国科技大学讲授自动控制课编写了讲义 (中册),这些活动为他后来承担航天器控制工作打下了坚实的理论基础。

留自动化所工作后,在室主任杨嘉墀的领导下,他先后参加了石英晶体加速度计及重点型号中的半导体压阻式加速度计研究,发起了向国际水平的冲刺,这些工作为邹广瑞掌握科学的研究方法打下了深厚的基础。

从1968开始研制返回式卫星起,邹广瑞与航天事业就结下了不解之缘。他先后参加了我国 “东方红二号” 地球静止轨道通信卫星控制分系统研制工作,被任命为分系统总体组副组长,后接任组长。负责 “风云二号” 控制分系统、“东方红三号” 通信卫星控制分系统及推进分系统的总体工作。在此期间他有多项科研成果问世,成为1项国家级特等奖的主要参加者; 1项国家级一等奖、1项国家级三等奖及3项部级一等奖、7项部级二等奖、5项部级三等奖的获得者。

1984年邹广瑞被任命为航天部502所副所长,两年后任所长。1986年被国际自动化学会聘为空间委员会委员,同时被选为中国自动化学会理事,常务理事,被西北工业大学聘为兼职教授。1984年被评为航天部劳动模范及北京市国防工业工会评为“最佳工程技术人员”,1985年被全国总工会评为全国优秀科技工作者、五一劳动奖章获得者。1988年人事部授予他 “国家级有突出贡献中青年专家”,并被载入英国1989—1990年世界名人录和亚澳地区500名人录。同年被航天部授予 “十项重大试验任务中有突出贡献的个人通令嘉奖”。1991年国务院批准享受政府特殊津贴。1995年5月所长任期到届后,被任命为航天部五院科技委副主任,兼502所科技委主任,1996年被任命为航天总公司科技委常委,在此期间积极参加技术咨询和评审。2001年退休后被聘为502所技术顾问、五院科技委特邀委员、总装备部某专家组专家,积极参加国家 “高新工程” 有关技术工作。邹广瑞从事控制工程的研究与设计40余年,为我国的航天事业作出了突出的贡献,在国内外自动化控制领域享有一定的声誉。

研制出全物理仿真用气浮台



邹广瑞在我国卫星研制初期模拟太空环境所研制出的地面仿真试验设备具有开创性。20世纪60年代苏美两个太空大国开始了太空竞赛。中国科学院及有关部门的科技人员响应毛泽东主席“我们也要搞人造卫星” 的号召,开始着手研制不同类型的人造卫星。1968年,邹广瑞负责返回式卫星全物理仿真试验设备研制工作。根据卫星处于太空飞行的微重力状态,要想在地面把物体的重力抵消,只能采取悬吊和浮力。为了不给卫星带来额外的不必要的干扰力,总体选择了气浮办法,使卫星处于漂浮状态工作模拟卫星在太空飞行,以进行卫星姿态控制的各种试验,其关键设备就是气浮台。要制造气浮台,当时是存在相当困难的。气浮台要求均衡吹气浮起上吨重模拟卫星质量的转动惯量,同时还要求吹气附加的干扰力矩小于10g/cm,这是设计上的第一大难题。第二大难题是卫星在太空中要受到光的压力、大气的阻力、天体引力等等有规律的干扰力矩,地面仿真试验也必须加上检修的干扰力矩。邹广瑞他们用电磁办法,按太空给定的规律加上了干扰力矩,这种设计方案当时在国际上也是没有先例的。第三大难题是要求在无接触条件下,及对高频仪测量被气浮的模拟卫星大的转动角度。邹广瑞经过分析研究设计并研制出了一种利用弯曲成型电容片的测角装置,很好地解决了气浮台的大转角高频度的无接触测角问题,气浮台及其测控系统研制成功后,为返回式卫星进行了地面全物理仿真试验,取得了预期的效果,成功地解决了卫星地面仿真试验的难题。本成果获得部级二等奖。

完成双自旋地球静止轨道卫星控制系统的研制设计



邹广瑞是我国地球静止轨道卫星研制的先驱者之一。继1970年4月24日我国第一颗人造地球试验卫星发射成功后,研制地球静止轨道通信卫星便提到了议事日程。地球静止轨道通信卫星是满足地面广播通讯的实用型卫星,在我国国民经济建设中具有广阔的应用前景。1970年6月,邹广瑞被调去参加 “东方红二号” 地球静止轨道通信卫星控制分系统研制工作,并被任命为分系统总体组副组长,不久就接任了组长工作。这项研制设计工作的难度很大,当时不仅在国内没有先例,就是世界上也只有苏美两国掌握了地球静止轨道卫星控制技术,他们对我国更是严加保密,很难查到直接可借鉴的资料。只有靠间接的推理,靠反复的技术论证,靠大量的试验来解决研制中的问题。他带领32人的总体组不分昼夜地进行着设计工作。当时的总体组大部分同志每天都工作在12小时以上,有时甚至不睡觉连轴转,几天几夜不回宿舍。夜间实在困了,他们就在地板上铺件棉大衣睡一会儿,然后接着干。当时的条件只有靠每人拿一个计算器来计算。经过两三年的努力,邹广瑞他们先后完成了控制系统总体方案的论证,确定了双自旋方案,并完成了部件方案的论证,地面标定试验设备的方案确定等开拓性工作,为我国第一颗实验通讯卫星的研制铺平了道路。

研制出自适应观测器



地球静止轨道卫星对天线的指向精度要求很高,在研制中碰到了一个技术难题,由于采用地球信号作为消旋基准信号当时国际通用是以地球前沿为基准,这只能在地球静止轨道姿态误差很小,地球红外扫描弦宽变化很小的情况下可行。而卫星在过渡轨道弦宽变化大,如仍以红外前沿为基准,天线指向误差则增大,无法满足卫星总体提出的在大椭圆轨道远地点附近进行消旋增强通信及测控能力的要求。为了在远地点弦宽变化较大也能精确消旋提供通信,邹广瑞利用惯性原理,应用现代控制理论和数学统计方法,设计了自适应观测器,自适应观测器可以在扫描地球红外弦宽变化大的情况下,给出较高精度的地球弦宽中心信号作为消旋基准,保证消旋天线精确指向。这一成果不但解决了过渡轨道卫星消旋天线精度指向问题,而且也提高了静止轨道卫星的指向精度,在卫星研制领域具有广阔的应用价值,“风云二号” 气象卫星上控制系统也应用了此成果,飞行试验非常成功。发射成功后此成果获部级二等奖。

制成太阳特强模拟光源



邹广瑞在 “东方红二号” 通信卫星所做的地面试验标定工作是独到的。他们尽量在满足卫星空间飞行的时间、空间、物理条件下用地面物理仿真办法进行系统标定,用机械和等效参数补偿办法消除或减少系统误差。早在20世纪70年代中期他们就在地面红外地球敏感器、小发动机标定试验中,大胆采用计算机自动数据采集和分析,提高了标定精度和效率。

卫星消旋系统在空间是自动自主进行消旋控制,为了避免太阳对红外地球敏感器干扰产生伪地中信号,他们在星上设计了自动保护系统。太阳辐射红外光在14~16微米处较地球辐射强度大300倍左右,可产生地球虚假信号5~6度,如不保护肯定产生伪地中信号,消旋系统会因基准混乱而必然失锁,天线则不可能保证指向地心,无法通信,后果严重。所以,地面一定要进行真实仿真试验,验证后才有把握。如何做?他们无任何可借鉴的资料。经过分析现有光源,探照灯炭精棒弧温约5000度,接近太阳温度,经反射面聚光可增强光的强度,能量能达到太阳光的强度,但是一般探照灯经玻璃反面镀层反射如同太阳光经大气层一样,使得14~16微米红外光大大衰减,远达不到太阳辐射在此波段的能量。邹广瑞提出把反光镜玻璃反射面由背面镀铝层移到正面贴镀铝薄膜,但贴薄膜很难弄平,会产生大量杂散光,为消除大量的杂散光,他们采用了空间滤波器,最后终于做成了让专家们信服的太阳保护实验,充分验证了太阳的红外波段视场,为飞行成功提供了保障。

主持了消、自旋控制部件研制



70年代国际上双自旋卫星大多数采用步进电机进行控制系统消旋,但卡住或失锁现象时有发生,严重影响通信质量。为解决此问题,邹广瑞和他的同事们提出了采用无刷电机的方案。他们破例得到上级领导同意增加了一个力学试验星,使得无刷电机消旋方案在同志们共同努力下获得成功,经过8~9颗星的飞行验证是成功的。无刷电机消旋方案获得部级三等奖。

“东方红二号” 自旋轴姿态控制及轨道位置控制,采用的是星地联合控制方案,也就是把卫星姿态信号遥测送回地面,由地面计算给出卫星当前姿态,再根据所要求的姿态或轨道位置进行计算,得出控制量。卫星自旋控制产生的进动力矩与控制相位有关,因此解决天上卫星与地面控制相位对应是问题的关键。为了使地面站控制人员执行方便,需要做一个星上地面同步控制器。当时国外有机械式和电子式的同步控制器,机械式同步控制器复杂,加工精度要求高。邹广瑞等几个人根据国外极少的原理框图,反复研究设计分析,终于设计出了电子同步控制器,解决了星地联控的难题。卫星和微波测控成果获得国家级特等奖,邹广瑞获得特等奖的主要参加者证书。

提出用元器件照射和抗辐射分析方案



“东方红二号” 是长寿命卫星,除了部件制造要求较高可靠性及长寿命外,很重要的是电子器件和材料要抗空间各种粒子辐射,特别是对电子器件一定要求耐空间电子辐射的累积剂量,这对于长寿命卫星尤其重要。1988年以前国内普遍采取用一定能量的电子环境直接照射上天部件整体试验的方法。要求设备及试验部件只能用大剂量裸露条件 (不带壳体) 直接照射往往通不过,试验人员也只能在真空罐内还有辐射剩余剂量的情况下操作,许多人由于受剩余剂量辐射,造成了白血球升高现象。怎样才能避免直接照射对器件及人体的伤害?邹广瑞与何质彬、杨照明等进行了多次调研与文献分析,认为辐射后器件损伤大部分是由于电子与晶体碰撞的热效应损伤所致。根据有关资料研究,邹广瑞他们与510所合作,对星上电子器件本身开壳进行了适当剂量连续辐射测试,完成了国产器件抗辐射水平鉴定,为国产电子器件在卫星上的应用创造了条件,鉴定结论认为: 国产器件在同步轨道按他们的建议适当采取措施完全能满足长寿命要求,同时建议以后只做元器件辐照试验,不再做整机大剂量照射试验。这个建议得到当时孙家栋副院长及专家们的肯定,从此航天五院改用元器件照射和抗辐射分析设计代替部件整机大剂量电子照射试验。这个建议不但解决了抗辐射问题的困扰,同时也节省了经费,避免了人员受辐射的伤害。“东方红二号” 系列卫星上天工作后有的卫星10年左右电子器件还在正常工作,充分证明抗辐射技术方案是正确的。

主持全三轴稳定控制方案和统一双元推进系统方案研制



“东方红三号” 是个中等容量通信卫星,其总体方案是要求卫星达到当时的国际先进水平。邹广瑞主持了这颗星控制系统和推进系统研制工作。控制系统为了减轻重量又达到控制功能和满足技术的先进指标,采用了难度较大的全三轴控制方案,即过渡轨道不采用当时普遍应用较成熟的自旋方案进行远地点点火控制,而采用同步静止轨道相同配置的先进的全三轴稳定控制。推进系统同样为了简化结构减轻重量,采用了当时只有德国人采用了的双组元统一推进系统方案,即远地点发动机与卫星姿轨控小发动机所用燃料为一个公用的液体管理装置,因此可以减少结构重量、简化装置和提高系统可靠性。但它却增加了控制难度。推进系统的大贮箱液体燃料约1.2吨,其晃动与帆板挠性相耦合,一旦激励发散,则会影响到控制系统的稳定,因此控制系统远地点点火的难度增大。邹广瑞他们经仔细论证,解决了同步静止轨道全三轴稳定卫星的控制问题,为推进系统采用大贮箱统一推进系统创造了前提条件,终于下决心采用全三轴稳定统一推进系统。

统一双元推进系统是当时国际上的先进产品,参考资料很少,在转正样前夕,发动机、单向阀、稳压阀、双阀座电磁阀仍存在技术问题。在邹广瑞的直接主持并参加下采取了分工负责、重点攻关,经半年左右的艰苦奋斗,终于满足了技术指标要求。为了提高燃料使用预报的准确性,邹广瑞提出并主持了压力传感器、电子线路的攻关。为提高分辨率和精度把线路破例做成精粗两档,经飞行试验证明,为剩余燃料量判定创造了有利条件。

“东方红三号” 第一发星发射后一组发动机发生了燃料泄漏,在邹广瑞主持和指挥下,在缺乏一个轴向发动机推力的情况下能够保证远地点发动机正常点火姿态精确控制,并在只用氧化剂冷喷微小推力情况下进行了姿轨控把卫星竖成三轴稳定状态工作,并进行定点捕获,迄今为止世界上是无先例的。后因推进系统两次电源掉电而未获成功。这一抢救技术获得了部级科技进步二等奖。

“东方红三号” 卫星现已正常工作了五年,并已被多种用途卫星应用形成了公用平台,其推进系统小发动机增加了交叉切换功能,有很大的灵活性,特别是对于小发动机性能变坏和 “堵”的异常现象特别有用。例如第二发星现已服役五年,个别发动机出现过推力减小现象,利用交叉切换很好地解决了发动机配对使用问题。“东方红三号” 控制及推进分系统分别获得部级一等奖,整星获得国家级科技进步一等奖。

奉献在航天



邹广瑞具有强烈的事业心和责任感。他无论是作为一名普通的科技人员,还是走上了所长的领导岗位,都尽职尽责地为航天事业作出奉献。他始终坚持以科研生产为中心的方向,任职期间积极抓了502所的基础建设,进行了以专业为基础的研究室编制调整,初步形成了控制和推进系统设计及主要精密部件的生产、装配、试验及标定手段的发展格局,成立了民品公司,为502所的长远发展奠定了坚实的基础。

邹广瑞积极推动人才培养工作。他任所长期间不但积极扩大硕士研究生的队伍,而且开辟了博士、博士后的人才培养。他本人也在繁忙的工作之余兼任研究生导师,与研究生们建立了亲密的感情,他带的研究生在学习上、生活上遇到困难他都热情帮助,他和老伴也经常做些好吃的招待来家里聊天做客的研究生,在学生眼里,邹广瑞不但是一位平易近人的好领导,同时也是一位热情好客的好师长。

邹广瑞勤奋好学,学术上一丝不苟。他喜欢读书,经常跟踪世界控制领域的最新成果,在卫星研制设计中总能提出自己的独到见解,并且把这种见解积极运用到卫星研制的实践中去,这种积极探索的精神是他永攀科学高峰的不竭动力。如今他虽然已经退休,但他依然在他所热爱的岗位上发挥着重要作用,为我国的航天事业继续作贡献。

简历



1933年6月1日 出生于辽宁省盖县芦屯区官屯村。

1953—1960年 在哈尔滨工业大学学习。

1960—1980年 在中国科学院自动化所工作。1968年自动化所归属中国空间技术研究院,改名502所,任总体室 (二室) 任通信卫星控制总体组组长。

1980—1984年 任502所二室副主任、高级工程师。

1984—1986年 任502所副所长 “东方红三号” 及 “风云二号” 主任设计师。

1986—1995年 任502所所长、研究员、“东方红三号” 副总工程师。

1995—2001年 任502所科技委主任。

其间被聘: 航天工业总公司科技委常委,中国空间技术研究院科技委副主任,中国宇航学会、中国自动化学会理事、常务理事,国际自动化学会 (IFAC) 空间委员会委员。

主要论著



1 丁恩丰,邹广瑞,弋魁,等. 红外地平仪地平标定的一种方法. 控制工程,1981.№1

2 刘国汉,邹广瑞,丁恩丰,等. 自旋星模拟控制试验系统. 中国空间科学技术,1983.3

3 李义怀,白拜尔,邹广瑞. 无刷马达消旋系统. 中国空间科学技术,1983.3

4 邹广瑞. “空间飞行器控制设计准则” 太阳敏感器部分.北京: 科学出版社

5 邹广瑞.地磁场对近地卫星方位及自旋转速的影响. 控制工程,1985.4

6 屠善澄,邹广瑞,吕振铎,等.Control System of the Chinese Geostationary experi mental communication Satellite and its flight results. 国际十届IFAC会议,1985.6

7 邹广瑞. 高轨道红外地平仪扫描过程动态分析. 航天控制,1986.1

8 屠善澄,吕振铎,邹广瑞,等. 中国同步试验通信卫星STW -1的控制.宇航学报,1986.4

9 邹广瑞,于家源,通信卫星地平信号的自适应观测处理器. 宇航学报,1989.No2

10 邹广瑞. 空间技术中控制理论应用的现状及发展. 航天控制,1990. No4

11 邹广瑞,吕振铎,李铁寿,等. “东方红三号” 卫星姿态和轨道控制系统设计.全国第五届空间及运动控制技术学术会议,1992.10

12 邹广瑞. 中国空间技术中控制理论的应用. 中国自动化学会成立三十周年暨第三届学术年会,1992.12

13 杨嘉墀,邹广瑞,吕振铎.A Review of Chinese Spacecraft Control.12thIFAC-SYMPOSIUM ON AUTOMATIC CONTROL IN AEROSPACE-AEROSPACE CONTROL’92

14 邹广瑞,刘良栋,吕振铎,等.Attitude orbit Control System of the Chinese Geostationary Meteorological Satellite.12th IFAC-SYMPOSIUM ON AUTOMATIC CONTROL IN AEROSPACE-AEROSPACE CONTROL’92

15 王福润,邹广瑞.共置卫星轨道及星间距确定. 航天控制,1997.1

16 邹广瑞,李静. 控制系统故障论. 全国第八届空间及运动控制学术年会,1998.7

17 张洪华,李鸿铭,邹广瑞. 圆轨道星座位置保持控制的仿真与研究.航天控制,2000.12

18 屠善澄 (主编),邹广瑞 (副主编) . 航天丛书·卫星姿态控制,2001

19 邹广瑞.20世纪中国航天器技术发展·中国航天器轨道和姿态控制技术的发展,2002

20 邹广瑞.全国第十届空间及运动体控制技术学术年会论文集·航天器可靠性工程中的加速寿命试验,2002.8

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