鄧曰謨,機械工程和材料專家,電機專家,教育家。於1925年設計製造出中國第一台水力發電機;設計製造出中國第一台全能材料試驗機;試製成功我國第一台飛機發動機;主持了一系列水利工程的設計及水利機械、礦山機械的研製。在動力機械工程、鋼鐵及輕金屬合金、材料性能試驗等方面有很高的造詣、豐富的經驗和嫻熟的技藝,取得了一系列富有創新意義的技術成就。
基本介紹
- 中文名:鄧曰謨
- 別名:舒菴
- 國籍:中華人民共和國
- 民族:漢族
- 出生地:廣東省香山縣
- 出生日期:1896年5月
- 逝世日期:1983年12月30日
- 職業:機械工程和材料專家,教育家
- 主要成就:設計製造出中國第一台水力發電機
生平簡介,主要成就,創製多種機械工程設備,中國第一台飛機發動機,新中國建設和人才培養,引導學生在實踐中學習,個人簡歷,
生平簡介
鄧曰謨,號舒菴,1896年5月出生,廣東省香山縣(今中山市)上柵村人。他父親曾先後開辦過鐵廠、機工廠,還做過鹽商,家中資財甚豐。這樣的家庭環境,使鄧曰謨從幼年時期即有機會接觸由西方最初傳入中國的工業文明。1908年,鄧曰謨進入教會學校博文書院學習。他對中國傳統教育中的“四書五經”那一套十分厭倦,而對自然科學、工業技術知識等產生了濃厚的興趣。家庭環境的薰陶和西學西藝的學習使他對當時中國的貧弱和工業技術的落後有了深切的感受,由此萌生了變革現實、改變中國落後面貌的愛國思想。
1911年,15歲的鄧曰謨來到上海,在其姐夫藍天尉機關駐上海機關部擔任密碼電報的翻譯,參與了反對清王朝的革命工作。辛亥革命爆發,清王朝被推翻,他感到歡欣鼓舞;但看到有些革命黨人貪污腐化與清王朝無異,又使他深為失望,於是決心埋頭技術,從事實業。
1914年,鄧曰謨懷著對知識的渴求參加了大學的考試。國文試題的題目是《孔明自比管仲》,他讀過“三國”,終於考上了。1915年1月,鄧曰謨進入中國最早的理工科高等學校——北洋大學。1917年預科畢業轉入本科,學習採礦冶金。
1920年6月,鄧曰謨在北洋大學采冶科畢業,獲工學學士學位。經北洋大學教授美國人斯佩芮推薦,於1920年12月自費去美國留學。先是在美國芝加哥的Gray Works鋼鐵廠搞實驗儀器。後來又在Allis Chalmers機電廠學水力機與發電機製造。
1922年底,鄧曰謨回到國內,先在膠濟鐵路材料實驗室工作,擔任工務員,從事化驗和物理實驗;不久,受聘擔任私立焦作工學院物理教授;1924年,又擔任膠濟鐵路材料實驗室主任。1927年在天津自營福裕鐵工廠工作,並擔任主任工程師,從事機器設計與製造;其後又到上海開華強商店並曾去新加坡經商。1929年出任山東濟南利達鐵工廠經理兼工程師,繼續從事機器設計與製造。
1930年,鄧曰謨到北洋大學任教,先任化學教授,繼任機械教授,後任水利教授,並自辦了一個小工廠,組織了一個機械研究社,仍一本初衷,重視實踐,一面進行教學,一面從事工程設計和機器製造,積累了豐富的工程實踐經驗。1937年天津淪陷,北洋大學南遷,鄧曰謨去開灤煤礦西林技術員訓練所任所長兼教務主任。在此期間,他編寫了許多講義,講授礦山機械等多門課程,培養了一大批採礦專業人才。抗日戰爭勝利後,鄧曰謨復任北洋大學採礦系教授,並與其父親的經理趙聘九合資開辦友興鐵工廠,繼續從事教學工作和機械設計與製造。
在幾十年動盪多變的社會生活中,鄧曰謨始終保持了政治上的清白,“平生不問政界事”——這是他常說的一句話。然而,他的愛國熱情卻未曾削減。他仇恨日本帝國主義對中國的侵略和掠奪,支持中國共產黨領導的抗日解放鬥爭;痛恨國民黨反動派的白色恐怖和腐敗統治,同情和支持進步的學生運動。1947年5月20日,北平學生舉行了“反飢餓、反內戰”的大遊行,鄧曰謨的次子鄧霄擔任隊前糾察,被國民黨軍警用帶鐵釘的木棍打成重傷。鄧曰謨專程從天津趕來北平,參加了5月22日晚在北大沙灘民主廣場舉行的“光榮戰士晚會”,並在會上發表演講,憤怒譴責當局反人民的暴行。
1949年,中華人民共和國成立,鄧曰謨,被任命為北洋大學校務委員會委員、天津財經委員會委員,擔任天津市農墾局、雙林農場、農業部新港及海河工程局、天津市工業局新華機械廠等許多工廠和單位的顧問,並再次成立了機械研究社,承擔大量的工程設計和機械製造任務,為許多地方和廠礦解決了一系列工程技術上的難題。
1952年高等學校院系調整,鄧曰謨由天津大學轉至中國礦業學院,任機械教授,長期致力於機械工程的理論研究和教學工作,在培養研究生、承擔工程設計、開展校內外技術諮詢服務等方面作出了重要貢獻,受到毛澤東主席、周恩來總理的肯定和北京市委書記彭真同志的讚揚。1957年,鄧曰謨隨煤炭工業部機械機電考察團赴蘇聯考察並進行學術交流。“文化大革命”中受到衝擊和誣陷,被隔離審查,1978年9月公開平反,恢復名譽。1983年12月30日在北京逝世,終年87歲。
主要成就
創製多種機械工程設備
鴉片戰爭中誕生的中國近代機械工業,從一開始就具有半殖民地半封建的特點,中國民族資本創辦的企業一直處於帝國主義、封建主義和官僚買辦的重壓之下,境況十分艱難。直到20世紀上半葉,中國的機械工業仍然極為落後,主要的機器設備都是依賴進口,機械產品的設計和製造也大都由洋人把持。鄧曰謨就是在這種歷史條件下開始自己在機械工程領域的探索和奮鬥的。
鄧曰謨生性機敏,學習刻苦,勤於動腦,肯於鑽研,尤擅長動手設計和製作。在大學期間,他對於中國因技術水平的限制在機械及冶金方面的落後狀況逐步有了深入的了解。為了改變這種狀況,他下決心進行有針對性的學習,即根據中國缺什麼,目前尚不能製造什麼產品,決定自己學什麼,做什麼。他認為:“與外國人相比,中國人並不笨,關鍵是要重視研究和實驗,動手去做,實際去乾。搞冶金,搞機械,一定要重實際,一定要重實踐。”
年輕的鄧曰謨一面在北洋大學刻苦鑽研冶金和機械技術,一面結合學習開展實驗和製作。他向家裡要了一筆錢,在天津三條石開了一個小翻砂廠,作為個人的實習場所;同時還與父親的經理趙聘九合開了福裕鐵工廠,以鍛鍊自己工程實踐能力和從事經營的能力。1918年,他採用熱處理的方法提高山西白口鐵鍋的韌性,達到把鐵鍋燒紅後再澆入涼水也不開裂的程度。1919年,為一家香皂廠設計了成套造胰設備。同年,他還設計出一整套清油廠設備,其中的高壓濾油機是關鍵設備。鄧曰謨所設計和製造的濾油機採用加壓過濾的方法清除花生油的雜質,這種濾油機由初濾器、油泵和壓濾裝置組成,為當時我國第一台自製的高壓濾油機。
1920年底,剛剛大學畢業的鄧曰謨來到美國留學。他沒有去大學或研究院,而是去了工廠。在工廠實習拿不到學位,但親手製作,親身體驗,用實踐對理論加以驗證則是鄧曰謨赴美留學的主旨。他為自己制訂了一個學習計畫,打算用半年的時間把工廠中各種產品、各道工藝都親自做一做。進入工廠後,工廠老闆問他學什麼,學多少時間?鄧曰謨回答後,對方說:“這樣學,有三個月時間便夠了。”又問:“你要多少錢?”鄧曰謨回答說:“我不要工資,每月有60元的生活費就行了。”對方聽了哈哈一笑,說:“廠里工人最低工資200元,你只要60元,從廣告費用中開支就行了,不用出工資賬。”就這樣鄧曰謨開始了他的旅美生活。
1922年,鄧曰謨在美國Allis Chalmers機電廠工作時,美國人正在開發研究一種大流量、低水頭的葉式水輪機模型。鄧曰謨仔細觀察,默記於心,回國後進行了長時間的研究,設計和製造出了四五個模型,先後在濟南東門外趵突泉做試驗。當時的水輪機所需的水頭都在10英尺以上,鄧曰謨經過反覆多次辛勤試驗,到1925年,逐步將水頭降低為3英尺左右,且水輪機的效率相當高。這是鄧曰謨設計製造的我國第一台水力發電機。水輪機設計成功後,1929年,他與濟南建設廳合作建成了一座40kW的小型水力發電站,這座小水電站成為當時由中國人自己設計、自己建造的第一座水力發電站。
1931年,鄧曰謨又為山西晉縣設計和建造了另一座功率更大的水電站。其後,他又在設備比較簡陋的條件下,不斷改進設計,克服了一系列技術上的困難,製造了一批包括衝擊式水輪機、反擊式水輪機在內的高效率的小型水輪機,供給國內許多水電站使用。
1930年,鄧曰謨被聘為北洋大學教授。南京國民政府教育部規定,凡是工科院校必須建立實驗室。但當時的教學實驗儀器設備幾乎全靠進口,且價格昂貴,如一台50000磅材料試驗機需花費15000多美元,而政府對學校的撥款極為有限。為了克服這個困難,鄧曰謨下決心自己設計、自己製造。1932年至1933年,鄧曰謨依託機械研究社,經過一系列艱苦試驗,成功地設計製造出了材料試驗室、水力實驗室的一系列儀器設備,如油壓試驗機、衝擊試驗機、水泥拉力機、流速計、混流水泵、兩級水泵、水輪機等,除了裝備北洋大學的材料試驗室和水力實驗室外,還供給山東大學、中山大學、河南大學、重慶大學、焦作工學院、河南水利專門學校及全國其他許多高校的有關實驗室使用。其中50000磅材料試驗機為當時由中國人自己設計和製造的第一台全能材料試驗機,可以進行有關材料機械性能的一系列靜力試驗。當時,國內大部分高校材料試驗室的機器大都出自鄧曰謨之手。在動力機械方面,鄧曰謨還設計製造出一種煤氣發動機,用煤炭經煤氣發生爐產生一氧化碳來發動內燃機;在機械加工設備方面,鄧曰謨還在北洋大學實習工廠自行研製成功了能加工大型工件的車床。鄧曰謨因而成為中國早期機械設備研製和教學方面富有創造活力的開拓者之一。
中國第一台飛機發動機
鄧曰謨在動力機械方面的一項突出成就是試製成功了我國第一台飛機發動機。
20世紀30年代,中國的機械工業發展緩慢,基礎薄弱,裝備落後,在主要原材料和零件依賴進口的情況下,只能生產出自動螺絲機、燈泡用的鎢絲機、200馬力以下的煤氣機、小型水輪機、18英尺普通車床、小型離心泵、空氣壓縮機等。飛機製造業在國內屬於空白,被說成是“非洋人不可”,製造飛機發動機更是被看成“異想天開”。
當時為了對付帝國主義列強的武裝侵略,國人重提孫中山的“航空救國”口號,開始重視發展航空事業。一些高校開始創辦航空專業,起初多附屬於機械系。1934年,北洋工學院成立了“國立北洋大學飛機工程研究會”,吸收本校教員參加,開始進行飛機研製工作,並在機械系四年級學生中開設“飛機工程”課程。1934年1月,南京國民政府軍政部航空署撥給北洋工學院一架德國造Fock Wulf飛機,以供研究仿製,其發動機為一星型五缸汽油機。時任北洋機械系教授、材料試驗室主任的鄧曰謨毅然主持承擔了飛機發動機的試製工作。此事在當時不僅有材料、技術及工藝上的困難,還有來自社會上的阻力。國民黨南京政府國防部官員來校參觀,對北洋工學院製造飛機發動機很不以為然,他冷冷地問鄧曰謨:“你是把美國飛機拆下來做的吧?你們的爐子在哪裡?”鄧曰謨把他帶到校長室後面的一間房子,他一看爐子只有桌子一樣大,便問:“你用這種爐子煉出合金來了?”鄧曰謨沒有正面回答,只是說:“乾隆爺的毛筆好倒是好,但他給不了我。我們沒有乾隆爺的好筆,不是也得寫出好字來嗎?”試製飛機發動機需要經費,北洋大學校長李樹田找到天津中國銀行幫忙,問鄧曰謨需要多少錢。鄧曰謨做了個手勢:只要3000元。事後李樹田很不高興,說中國銀行有錢,我費了好大力氣請來財神爺,你才要3000元。鄧曰謨說:“夠了,夠了!”
飛機發動機的材料大部分是輕金屬合金,鄧曰謨帶領學生將供仿製的發動機拆卸開來,經過研究試驗,發現最大困難在於材料強度不夠,此外,還有活塞裂紋,表面凹坑,砂眼,疏鬆,非金屬雜質等方面的問題。於是,鄧曰謨和他的助手們一起,從鑄造合金入手,自己動手冶煉,用了兩年時間,試驗好幾百次,終於闖過了一道道難關,使鑄造合金在強度、硬度、表面性能方面的技術指標達到了美國標準。接著鄧曰謨開始逐一仿製發動機零件,把發動機件取下一件,仿造一件,首先進行試驗室台架試驗,然後進行實物運轉試驗。即把仿造的機件裝在原機上開車試驗,比較其性能差距,並加以改進,最後把整個原機零件都替換成了自製零件。試驗結果,自製發動機在馬力、轉速、穩定性等方面都達到了德機水平,取得了完全成功。遺憾的是,就在飛機發動機試製成功後不久,日本帝國主義對中國發動了侵略戰爭,平津相繼陷落,後續的研製工作也就被迫完全中止了。
新中國建設和人才培養
中華人民共和國成立後,鄧曰謨為中國人民的勝利感到由衷的高興,從翻天覆地的變化中看到了中國實現工業化的希望,體驗到了中國共產黨人及在黨的領導下人民政權的優良作風。他以高漲的勞動熱情積極投身於教學工作和國家大規模經濟建設,並以其多方面的才能和嫻熟的技藝,為解決生產實際中的各種工程技術難題作出了突出的貢獻。
中國歷史上水患頻繁。建國之初,人民政府對水利事業的發展極為重視,迅速組織力量恢復被戰爭破壞的水利設施,並興建了許多水利工程。鄧曰謨接受地方政府的委託,承擔了許多重要工程的設計和施工任務。
1948年,國民黨軍隊從天津撤退時,炸毀了安新縣水閘,天津市政府決定在1949年汛期到來之前修復該閘,但當時天津的大小工廠都未開工,無法承擔這一任務。如果不能及時修復該閘,安新縣及鄰近地區數十萬人的生命財產就會受到嚴重威脅。受天津市政府委託,鄧曰謨於1949年5月承擔了這項任務,他和助手們一起從水閘的設計、製圖、做模型,到翻砂、加工、裝配、安裝,僅用了21天就完成了水閘的搶修,使安新縣安然渡過了1949年的汛期。
1950年,鄧曰謨主持了天津蘆台(今寧河縣)高里區水利灌溉工程的設計和重建。這一工程灌溉耕地面積達幾十萬畝,原設有6個大揚水站,均在戰爭中遭到破壞。天津市農墾局把重建這一工程作為1949年至1950年的重點任務之一,要求在1950年5月1日前完工。鄧曰謨在農墾局技術人員的協助下,順利按期完成了灌溉工程用的大型水泵的設計製造任務。此外,還進行了包括閥門、真空泵、大型虹吸管等機電設備的設計和製造。鄧曰謨設計製造的Φ1200的大型水泵具有低揚程(3~4m)、大流量(2.4m3/s)的特點,是當時我國自己設計、自己製造的最大水泵。水泵性能良好,30餘年保持正常運轉。這項工程當時還受到蘇聯專家的高度評價。
1951年,鄧曰謨受天津市工業局委託主持設計了一個軋鋼廠。此外,還曾設計製造過金礦的選礦設備、碎石機及其他礦山機械設備。
1956年,北京興建永定河三家店水利樞紐工程,該工程由一道十七孔的攔河閘和一道兩孔的水閘組成。它們的作用是:平時攔河閘的閘門關閉,讓河水經進水閘流進引水渠;汛期攔河閘的閘門開啟,進水閘的閘門關閉,讓河水向下游宣洩。攔河閘的17座閘門,每個重27t;進水閘的兩座閘門,每個重5t。運用自動控制的閘門啟閉機實現閘門的開啟和關閉是永定河水利樞紐工程的一個關鍵性問題。1956年3月,北京市水利局委託時任北京礦業學院礦山機械系教授的鄧曰謨承擔水利樞紐閘門啟閉機的設計任務。鄧曰謨慨然應允,並主動要求承擔設備的製造和安裝。接受委託以後,鄧曰謨用兩天的時間完成了初步設計。經生產單位同意以後,他又和北京礦業學院幾名青年教師一起在16 天裡完成了全部設計。在這16天中,61歲的鄧曰謨每天工作十幾個小時,同事們對他的健康十分關切,他說:“為了首都的建設,這算不了什麼。”在設計的時候,他儘量採用價格低廉的材料,並充分考慮到北京的製造條件,所以機器的成本很低。在有關工廠的協作下,經過兩年多的辛勤努力,19座大閘門和啟閉機設備全部製造出來,在1958年7月1日以前按期安裝完畢,投入使用。
鄧曰謨主持設計製造的閘門啟閉機在技術上具有十分先進的水準。機器的輪廓尺寸和重量都受到嚴格的限制。提升力大,安全性能好,可靠性高。對19座閘門的啟閉均實行遠距離控制。只要按動電鈕,相對應的大閘門就可以在25分鐘內升起或降下。啟閉機上還設有自動控制裝置,可以校正操縱錯誤。如果電源發生障礙,還可以用人力代替電力。8個人在75分鐘內也可以把27t重的大閘門升起。
鄧曰謨在教學工作崗位上辛勤耕耘之餘,還積極為有關廠礦開展技術諮詢,幫助廠礦企業解決了許多技術難題。
測量管道內的水流速度,水力學教科書中已有不少方法,但僅限於測量清水的流速,不適用於水砂混合體。鄧曰謨根據含鹽份多時水體的電阻低,含鹽份少時水體的電阻高的簡單原理,於1954年創造出了一種測量水砂混合體在管道內流速的新方案,經北京礦業學院教師在阜新煤礦井下進行多次試驗,取得了成功。
1954年,燃料工業部向北京礦業學院實習工廠提出一批煤礦用電鑽訂貨。煤電鑽外殼是鑄鋁合金,由於在煤礦井下使用,必須是強度高、密封性能好,不漏氣、符合防爆要求。鄧曰謨承擔了煤電鑽密封防爆外殼的試製任務。他發揮自己在輕金屬合金方面的專長,在教研組同事和工廠技術人員的協助下,很快攻克了技術難關,取得了成功,保證了防爆煤電鑽順利投入批量生產,滿足了煤礦生產的需要。由鄧曰謨主持的“採煤用1.2千瓦防爆電鑽鋁合金外殼的鑄造”1955年獲得北京礦業學院首屆科研成果二等獎。1959年,防爆煤電鑽還被選送參加萊比錫國際博覽會展出。
滾動軸承是標準化程度很高的零件,在高速運轉時壽命應在數萬小時以上。1958年,唐山煤礦出現煤水泵止推軸承工作時間不長即燒毀的現象,礦上的許多煤水泵幾乎一兩天就要換一套新軸承,眼看庫存的軸承就要用完,生產受到影響。煤礦向北京礦業學院求助。鄧曰謨被派到唐山去幫助解決這個問題。鄧曰謨到唐山後,在唐山煤礦設計院的協助下,通過仔細分析試驗,找到了問題的癥結,採取有效的技術措施,攻克了這一技術難題,使煤水泵軸承壽命延長達半年以上。
引導學生在實踐中學習
作為國內早期最著名的機械工程領域的專家教授,鄧曰謨具有機械、電機、採礦、冶金、水利、工程材料等多方面的專長,工程實踐經驗非常豐富。他寫過一些短篇工程常識,還結合教學工作的需要,編寫過礦山機械、材料試驗等多種講義。從教40 餘年,一直未脫離機械設計與製造的實際工作。他先後任焦作工學院、北洋大學(天津大學)、中國礦業學院(北京礦業學院)教授,講授過物理、化學分析、礦山機械、冶金機械、水利機械、礦藏設計、機械設計、材料試驗、工程材料學、機工學、水利學、製圖和金屬工藝學等十幾門課程,曾被稱之為“萬能教授”。
鄧曰謨性格倔強,不善言辭,待人和氣,熱愛學生,忠於事業,誨人不倦。在抗美援朝運動中,同學們因報名參加軍幹校到市內體檢耽誤了課程,鄧曰謨熱情為他們補課。他對同學們說:“從我生下來起,好像我們中國人天生就要受帝國主義欺侮似的,想不到也有今天!你們的行動代表了我的心愿,耽誤點功課不要緊,我給你們補上。”他的課堂教學深入淺出,教學效果好,深受同學們的歡迎;他的教學方法十分靈活,有的放矢,講的都是實際的東西,教的是整門課程的關鍵內容;他不主張學生死讀書,而強調學生必須結合工程實踐學習;他的考試不需要學生死記硬背,而是考查學生對課程內容及工程實際的了解程度,所以對他講授的課程,學生都覺得容易、具體、實際而又管用。
立足實際,不尚空談——這是鄧曰謨在幾十年從事機械工程事業和教學工作中的鮮明特色。他對當時一些從國外獲得碩士、博士學位回國而成天空談,對社會對國家起不到一點實際作用的人特別輕視。他認為:“過去中國的大學生,只知背書,畢業後連螺絲釘都不會擰。大學生只有把理論與實際結合起來,實地參加人民的建設事業,親自動手,學會實際工作的熟練技術,這樣中國才會進步。”他對那些違反科學的浮誇現象深惡痛絕,在1958年全民大煉鋼鐵的熱潮中,他冒著受批判的風險,公開對稻草也能煉出鋼鐵的說法提出尖銳批評。早在天津大學期間,他就對採礦系學生自一年級到四年級的培養擬定了整套學程表,刪除無用的東西,突出各科之間的內在聯繫,內容開門見山,強調學以致用,注重引導學生切實學到真本領。他雖不熱衷於講理論,但他對理論卻很嫻熟。他一向主張學機械的必須進工廠,學農的必須下地,必須注重實際工作能力的鍛鍊;教師要互教互學,應該把不同系科的教師組織起來共同開展科學研究,以提高教師的水平;教師在教學中應當是“有用的多講,用處少的少講,完全沒關係的不講。”這些既是他大半生的經驗所得,也體現了他獨具特色的教育思想。
個人簡歷
1896年5月 出生於廣東省中山市(原香山縣)上柵村。
1908-1911年 在教會學校博文書院學習。
1915-1920年 在北洋大學采冶系學習,獲工學士學位。
1920-1922年 在美國Gary Works鋼鐵廠、Allis Chalmers機電廠實習。
1923-1927年 任膠濟鐵路材料實驗室主任、工程師。
1927-1928年 任天津自營福裕鐵工廠經理兼工程師。
1929-1930年 任濟南利達鐵工廠經理兼工程師。
1930-1937年 任北洋大學教授。
1937-1946年 任開灤煤礦西林技術員訓練所所長兼教務主任。
1946-1952年 任天津大學教授。
1952-1983年 任中國礦業學院教授。
1983年12月30日 病逝於北京。