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蒋亦元

蒋亦元,农业工程学家,教育家,农业机械专家,中国工程院院士。创造性地进行谷物割前脱粒收获机的研究,并率先取得成功,推动了中国谷物收获机的创新和发展。在机械设计相似理论与模型实验方法方面,对传统理论作了重大修改,使相似准则的应用更易推广。对农业工程教育体系的改革作了大量工作,潜心致力于教育事业,培养了大批农业机械专门人才。

1928年11月17日 出生于江苏省常州市。

1946-1950年 南京金陵大学本科学习。

1957-1959年 苏联列宁格勒农学院进修。

1981-1982年 美国密执安州大学农业工程系做高级访问学者。

1950至今 任东北农学院、东北农业大学助教、讲师、副教授、教授、博士生导师。

蒋亦元 Jiang Yiyuan (1928.11.17 -) 农业机械化专家。出生于江苏省常州市。

1950年金陵大学农业工程专业本科毕业。东北农业大学教授。57-59在苏联师从荣誉院士列多希聂夫教授进修两年,82-83美国密执安州立大学高访。国务院学位委员会学科评议组成员,农业部高校教学指导委员会付组长,中国农业工程学会与中国农业机械学会副理事长。

1.突破了国际公认难题,创造出割前脱粒水稻收获机器系统,取得"国际首创国际先进"的成果、获国家发明二等奖(全国同行最高奖)省科技进步一等奖;2.创制摘脱同时切割搂集秸秆成条铺的快速水稻(小麦)联收机,解决了国内外不能在脱粒同时收秸秆和落粒损失大的难题,并研制出气吸式割前摘脱禾本科牧草籽联合收获机;3.指出了相似理论中G.Murphy的π关系式合成理论中的重大缺点"组分方程必须具有相同形式",蒋首次提出并证明可以具有不同型式使预测精度显著提高。获得著名学者们的好评。曾获省科学大会奖3项,发表论文60余篇,著作4本(合作),培养博士生6名,博士后3名,硕士14名。

1997年当选为中国工程院院士。

1928年11月17日出生于江苏省常州市。父亲是工商业者,对子严格要求。

蒋亦元在当地最好的中学正衡中学读初中时,年幼贪玩被指令留级,受到极大刺激,不甘人后,进另一中学仍升一级。从此勤奋好学不再贪玩,并以优异成绩考入正衡中学高中部。蒋亦元从这次转学接受了教训,并培养了一种不怕挫折的精神和经常自省律己的习惯。

1946年他考入南京金陵大学理学院电机系。就读一年后,看到校内许多从美国引进的农业机械,想到幼年在乡下外婆家,亲见中国农村的贫穷与落后,金陵大学农学院又是全国最知名的,于是冒着失败就会丢掉学籍的风险,又经一次入学考试考入农学院读农业工程专业,成为该系的首届学生。该系的奠基人是美国林查理教授(Charles Riggs),创建人是其学生吴相淦教授。林教授先后在中国从教36年,在农业机械等领域作出过贡献。蒋亦元在学期间得到他有关农业机械结构与设计、水力学、农田排灌学等七门课程的授业。当时西方的农业机械学尚属初创,林教授善于把一般工程科学的理论与知识灵活地运用到农业机械等方面,赢得了蒋亦元的崇敬。

蒋亦元在学期间成绩优良,多次获得美国一些基金会的奖学金,并为低年级开设农业工程概论课,被系主任内定留校任教。1949年南京解放后,东北人民政府农业部副部长张克威到江南招聘建设人才,他听了张克威的讲话,被东北广袤肥沃的黑土地、地广人稀特别适合机械化的条件所吸引,决心去闯一番,于是婉谢了留校任教聘请到东北农学院任教。

接触到苏联的农业机械教材,其理论比西方的要深入而全面得多。于是他就一头扎了进去自学俄文,很快就掌握了苏联教材,继而任苏联农机专家研究生班的助教。1957-1959年被派往苏联进修,师从苏联农机理论权威、荣誉院士列多希聂夫(М.Н.Летошнев)教授,从事收获机械的理论研究,在严密的逻辑思维、分析与综合和理论研究的技巧等方面得到较严格的培养,在实验技术方面也有很大提高,并有机会在苏联两个最高的农机与农机化研究所学习考察,对当时国际上农业机械化发展趋势和水平有较深入的了解。回国后结合生产实际研究解决了亚麻种子清选全套机械化设备、粮食干燥设备用的谷物清选与复脱机械、平台式逐稿器的理论研究、散放饲养乳牛喂饲和挤奶机械化的研究等。以上结果有的已为生产单位推广使用,有的理论结果也被国内学者所验证。

“文化大革命”期间积极参加生产实践,被当时的领导提前安排从事水田筑埂机研究。他一反传统,将其改为单面取土的筑埂工艺,采用相似理论在简陋条件下作模型试验,解决了严重黏土、阻力大等问题,并赋予它多种功能。

因过度劳累和遭受寒害,1974年他同时罹患四种疾病,到鞍山汤岗子疗养院疗养。同时在“腰腿木,岂甘却,借杖踱。凭栏‘天上天’险,塞北风云迫。心事浩茫起伏,百举从头索。”的处境中,回忆起水田劳动的艰辛,又勾起了他早年在苏联时就准备探索农机难题之一的割前脱粒收获水稻的雄心。1975年末,他从疗养院出来就开始着手“割前脱粒收获新工艺与机器”的探索研究,前后共研制了工作原理与结构各异的四代样机。悬挂式水田筑埂机、平台式逐稿器理论分析与逐稿器长度的统计分析研究获黑龙江省科学大会奖,并获黑龙江省先进科技工作者称号。

1982年他在美国密执安州立大学作高级访问学者从事割前脱粒收获机械和相似理论与模型试验的研究。应邀为该系部分博(硕)士研究生讲授种植与收获机械的理论与设计,并参加美国农业工程学会学术年会并作学术报告,他还应美国约翰迪尔农业机械设备公司之邀进行一个月的访问和学术交流。

1990年应苏联布拉戈维申斯克农学院邀请,1993年应泰国农业部农业工程司、亚州理工学院邀请分别做学术报告。1989-1992年他在3次国际学术会议上被推举担任学科组组长。1985 年被评为博士生导师,1992-1997年担任国务院学位委员学科评议组成员,1981-1996年担任农业部高等学校教学指导委员会委员、农业工程学科组副组长,1985-1995年为机械工业部农机教学指导委员会委员。1997年当选为中国工程院院士。

联合收割水稻,谷粒难以与茎叶分离,造成大量的谷粒损失。日本采用半喂入方式的收获机,可避免了上述损失,但需要有许多夹持输送茎秆的复杂机构,机器成本高。割前脱粒方式收获就可避免上述缺点,但有两大难点:其一,在喂入口产生大量的落粒损失;其二,难以收严重倒伏的水稻。此前国内研究获初步成果:一是将谷层全幅横口喂入脱粒滚筒;另一个是分行经竖口喂入滚筒脱粒。但均有在喂入口堵塞无法长时间工作之弊,且不能收倒伏的水稻。蒋亦元学习《孙子兵法》中的“以正合,以奇胜”的思想,经过多年的田间实地考察、理论上的分析和长时间的反复思考,打破常规的思路,采用奇特的构思,即比上述第一方案增加一个辊子,消灭了产生堵塞的缝隙,而且构成前所未有的带式动凹板;另一个创新点是将日本整体式扶禾器改为分组仿型的扶禾器,其上设有贴地滑板实现自动仿型,免除了人工调节扶禾器高度之劳和宽幅机型(工作幅比日本的加宽50%~80%)左右两端扶禾指的地隙不一致而影响扶禾性能的毛病。再一个创新点是将日本扶禾链上转动式拨指改为固定式,取消了滑道和凸轮,使机构可靠、简化。解决了上述难题,深受用户欢迎,并受到国内以及日本、美国和法国等知名学者的高度评价。该机动系统虽能将收草与田间运粮一次完成、减轻田面的镇压破坏、并经试验对比得出站立茎秆不粉碎直接还田的可行性,但收草时,须增加一遍作业,是其不足。

20世纪80年代英国发明了具有三角形板齿的摘脱滚筒,由其与螺旋搅龙、输送带组成的摘脱台可以取代传统收割台与原有的脱粒清选部分组合成联收机。其优点是作业速度快,结构简单,并具有一定的收获倒伏作物的能力。但缺点是落粒损失较大,尤其在速度稍低时。其次由于摘脱台纵向尺寸过大无空间设置切割装置,就只能收谷粒不能同时收草,这限制了它的适应性。蒋亦元采用气流吸运脱出物的方案。它既可降低落粒损失,又可获得宽裕的空间设置切割和搂集装置,实现脱粒与收割同时完成的快速联合收割。经9年研究表明,落粒损失少而且无论高速或低速作业,这一性能都比较稳定。因割前摘脱的脱出物处理量比其他方式的大得多,采用传统的平面筛清选机构又无足够的空间,蒋亦元打破常规采用了固定式立筒筛和旋转叶轮将物料甩开成薄层与清选气流方向垂直,显著地提高了这种大处理量时的清选效率。此装置的另一功能就是未分离净的杂余被引导自动进入循环系统,省去了杂余搅龙与杂余升运器,使得机构简化、体积小、生产效率高。但在收割高秆和潮湿的水稻时,为了保证收割质量,前进速度要放慢。再一个创新点是采用贴地匐行的切割器和两组搂草立杆将已割茎秆搂集中央成条铺。经过4次鉴定站的测试表明,无论枯霜前与枯霜后收获水稻以及收获小麦,在标准状态下总损失率均低于或远低于国家标准。稻麦割茬在5~10 厘米之间。作业速度在0.8~1.5米/秒之间。采用气流吸运与噪音有所增加,系其不足。

在多年田间试验现场发现,这种摘脱滚筒具有将茎秆稍部吸附于滚筒的现象。蒋亦元对此,以流体力学理论为手段,深入分析了这一吸附作用的形成机理以及它与有关参数间的关系,指导博士研究生用高速摄影技术加以实验验证了所得理论。这一理论研究是国内外首创,对该部件的设计研究具有重要的指导意义。

1 蒋亦元,涂澄海,许家美,等.水稻割前脱粒收获机器系统的研究.农业机械学报,1993,24(1):53~60

2 蒋亦元,许家美,张惠友,等.摘脱后切割茎秆搂成条铺的稻(麦)联收机.农业工程学报,1997,13(1):51~56

3 蒋亦元.板齿摘脱滚筒的核心功能吸附作用的理论研究.农业工程学报,1997,13(1):57~62

4 蒋亦元,涂澄海,刘道顺,等.以球体沉降实验检验π关系式的预测可行性.农业工程学报,1996,12(3):1~6

5 蒋亦元.相似准则方程的正确建立及其与二次回归正交旋转设计的比较.农业工程学报,1996,12(3):7~11

6 蒋亦元.以π试验设计的实验验证适用于不同阻力区段的球体沉降公式.农业工程学报,1996,12(3):12~15


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