雷天覺: 開創我國機床工業的先驅
雷天覺，機械工程專家，中國科學院院士。長期從事機械設計和製造技術的研究。在軸承設計、液壓傳動、齒輪傳動、精密分度與測量方面有多方建樹，其“彈性流體靜壓軸承研究”解決了研製我國同步衛星試驗裝置高頻液壓振動臺的技術關鍵。倡導理論聯絡實際，重視人才培養，為中國機械工業的技術進步與發展作出了貢獻。
雷天覺，１９１３年１月２９日生於北京市，祖籍湖南省瀏陽縣。他出生於一個知識分子家庭，其父雷光宇研究王陽明學派哲學，主張即知即行，反對言行不一。由於所受的教育是以愛國主義和艱苦建國為基調，加上家庭的影響，他從小立志發展自己國家的工業，振興中華，這成為他一生的追求。雷天覺大學畢業後，留校任教一年，又在當時南京“兵工署”工作一年，即參加到當時的資源委員會籌建的機器製造廠（１９３９年秋定名為中央機器廠）工作。１９４２年到１９４７年被選派去美國ｐ＆ｗ等公司實習機床與工具製造。１９４７年冬回國，南京國民政府逼他去臺灣，他躲過了，便利用這段時間潛心自學工程數學直到解放。
新中國成立後，他任上海機床廠前身虯江機器廠副廠長、總工程師；１９５２年１０月至１９５３年３月為第一機械工業部第二設計分局工程師；１９５３年至１９５５年任第一機械工業部第一設計分局總工程師；１９５６年９月任第一機械工業部機械科學研究院總工程師，後任副院長兼總工程師；１９７８年３月任第一機械工業部機械工業自動化研究所副總工程師；１９７９年４月任第一機械工業部機械科學研究院第一副總工程師兼自動化所總工程師；１９８３年２月至１９８４年６月任機械工業部機械科學研究院顧問。由於年事已高，退居二線，但他仍任院技術委員會副主任，機械科學研究院歷屆學位評定委員會主席。他雖身負重任，但始終沒有離開機械工程的具體研究工作；同時，指導、培養年青科技人員，作出許多重大貢獻，在科技界享有很高的威望。
他曾任第一屆全國人民代表大會代表，第四、五屆全國政協委員；第六、七屆全國政協常務委員會委員。１９５５年起任中國科學院院士，曾任中國機械工程學會理事、中國機械工程學會機械史專業學會理事長。在繁忙的社會工作中，他為國家作出了有益的貢獻。
學術成就與貢獻
雷天覺在他致力於振興、發展中國工業的奮鬥歷程中，在機械工程的許多領域都有他的建樹，尤其在機床、工具、計量等方面具有突出的成就。他的很多成果都具有很大的創新性，屬於發明創造範疇。
早在３０年代，中國工業正處於萌生狀態，雖然不少有志之士想振興工業，終以受到國際資本的摧殘而難有大的作為。抗戰開始後，他隨當時資源委員會的中央機器廠遷到昆明，那裡與沿海工業區十分隔絕。雷天覺等一批有志青年，在艱苦的條件下，被迫自力更生，開創了中國機械工程的開發、研究工作。在和熱處理專家韓雲岑及其他人合作下，親自動手於１９４０年製成批量的片式成形齒輪銑刀，１９４１年初製成三種規格的千分尺（分釐尺），以及塊規。此外，還承擔了很多軍工任務，滿足了抗戰時的急需。
上述工作在當時極為艱苦的環境下做出，是很難得的。
全國解放初，他在華東工業部及虯江機器廠（上海機床廠前身）從事新中國機床工業的建立工作。當時，在與西方國家外交隔絕、封鎖、禁運的條件下，在十分困難的環境中，他為了新中國機械工業的發展，攻克了許多工藝技術難關，先後開發出“磨齒機”、“氮化爐”、“萬能磨床”。在很短的時間內，生產出重工業建設急需的“φ７５臥式鏜床”，取得出色成果。此外，還開發了不用球軸承的內圓磨床。同時，也培養和訓練出大批新中國第一代正式機床製造技術工人和技術人員，建立了過去沒有過的工種。當時生產的“φ７５臥式鏜床”曾到瑞士展出，使西方世界各國大為送驚。中國自力史生地生產出了所需要的機床，打破了西方國家的封鎖。
在１９５０～１９５４年間，在他的領導下，研製出了一系列新產品：如在他的幫助下，上海新中公司錢振新同志製造出精密量塊；設計製造出新中國第一臺手動精密磨齒機，磨出了第一把插齒刀；還外發出許多新工藝，如亂研、精密研磨、齒輪工藝等，都達到了當時國際水平。在這期間，開發了四種機床，達到批量生產。
與此同時，在生產管理上，他領導制訂出一整套科學管理生產和工人培訓的制度，為上海機床廠的生產打下了良好的基礎。雷天覺成為開創我國機床工業的先驅。
１９５５年９月，他被調到正在籌建的機械科學研究院。張方、雷天覺、龍文光等和蘇聯專家馬爾丁諾夫、卡爾德林等商談，籌備建立機械科學研究院、工藝與生產組織研究院、工具科學研究院。
１９５６年３月６日三院成立，雷天覺任第一機械工業部機械科中研究院副院長兼總工程師。
作為院的技術領導，多年來，他把很多時間與精力用於規劃院的專業方向及指導各項研究課題中。在靜壓軸承，靜壓螺母、液壓傳動、齒輪傳動、精密分度、精密加工和測量等方面，他都作出了卓越的貢獻。例如，他幫助從事齒輪專業研究的同志進行新齒形的研究。他研究靜壓軸承，用於磨床使工件的表面粗糙度可改善一至二級。他還研究出了用彈性平均效應進行分度，並親自參加試驗。“文化大革命”中，許多研究被迫中斷，他從領導崗位下放試驗室參加勞動，這時，他仍忘我地進行研究，在可能條件下，繼續進行“靜壓螺母”的研究，做到絲槓與螺母可完全沒有固體接觸。這期間，還開發了多聯泵式靜壓導軌，使導軌油膜厚度可達一微米。直至１９６９年他下放幹校，才不得不完全停止技術研究工作。
１９７７年四五月間，落實政策，他由當時的第一機械工業部河南五七幹校回到北京，分配到第一機械工業部北京機電研究所（後改為自動化研究所）計算站工作近二年。當時計算站的主要研究課題是數控加工用程式語言的開發，他在課題組內從事具體技術工作。在２１／２座標數控加工程式語言和三座標數控加工程式語言的攻關方案論證中，他發揮了重要的指導作用。特別是對開發二次線性插值來擬合空間曲面方面，進行了大量的推導、驗算和分析，還幫助其他同志掌握和應用這種演算法。因而對計算站順利地完成上述兩項程式語言的開發任務，作出了很大貢獻。
１９７８年他任機械院自動化研究所總工程師。在研製我國同步衛星試驗裝置——大質量高頻液壓振動臺任務中，花費了他大部分精力。這是一項對我國絕對封鎖的技術。經過大家共同努力一個個問題逐漸解決了，但最後剩下一個問題——導向軸承在高頻下的微動磨損。那時世界上生產液壓振動臺主要有三家，這軸承都用靜壓軸承。後來不約而同的都改成了塑料軸承。顯然他們也碰到了同樣的困難。但改用塑料軸承要作出一犧牲，即沒有靜壓作用，空心剛度低。為了兩者優點可得而兼、雷天覺想能否利用塑料在壓力下的變形使它自動形成產生靜壓作用所需形狀？他立即投入工作，結構構思、計算驗證一共只用幾天時間，試驗時一次成功，從未發生故障。這是他晚年一項較重大發明、創造，可利用機械零件在工作下的微量變形來變成用加工方法很難達到的複雜形狀。他在論文中稱之為“彈性流體靜壓軸承”，事實上超過這範圍，現在正在研究用這種方法來大大提高蝸輪傳動的效率。
為此，雷天覺與有關同志共同獲得“彈性流體靜壓軸承”專利（專利號８６１０７６５３·２）。
５０年代後期，美國ａａｇａｇｅ，ｉｎｃ公佈了關於多齒分度的專利。當這一訊息傳到中國，雷天覺根據他在磨齒機分度方面多年研究的經驗，敏銳地注意到這項技術在高精度分度技術上有極大潛力。他認為，可以利用圓周內誤差封閉的原理，和彈性補償作用，把多齒盤的齒做成彈性齒，由此可獲得很高的精度。根據這一構想，他立即進行了彈性齒多齒分度盤的試驗，結果完全驗證了他的預想。他把這一結果以科研簡報的形式予以發表。正當這項成果受到國內同行的普遍關注，許多單位相繼開展了彈性齒多齒分度盤的研製工作時，“文化大革命”開始了，他被迫停下這項研究。
“文化大革命”後，一恢復工作，他就親自領導了一個科研小組，研製出一個分度密度達一角分（比國際上當時最高分度密度的多齒分度盤分度等分數高１５倍），並配有小角度發生器的分度裝置。小角度發生器的分辨力達五百分之一角秒。為了克服多齒分度臺的製造難點，他又提出了彈性齒；進而又創造性地提出“獨立彈性齒”的齒形結構，並通過實驗證實了其優越性。此後，他又致力於推廣應用這項成果。由於彈性齒多齒精密分度盤的精度超過目前已公佈的國際上精度最高的分度儀器，並具有先進的製造工藝，可以替代現有的精密分度轉檯。他正為祖國的機電產品質量的提高和爭取出口創匯貢獻力量。
《機械工程學報》是我國自然科學技術的學術刊物。在我國高等院校及學術界被譽為理論性較強的權威性刊物。自創刊初期以來，就一直聘請雷天覺、錢學森、莊前鼎、吳仲華等老一輩專家任編輯委員會委員。建國４０年來，《機械工程學報》為祖國機械科學技術的發展和交流做出了突出成績。
１９７９年《機械工程學報》在經歷了“文化大革命”的破壞後開始復刊，雷天覺受聘為《機械工程學報》編委會主任。在他的具體指導下，學報的學術水平有所提高，學報的聲譽日益擴大。他對發表的每一篇文章都認真審閱把關。他堅持貫徹科學技術面向經濟建設的方向，大力倡導理論聯絡實際的文風。在１９８６年編委會擴大會議的開幕詞中，他明確指出：“除了為建設服務外，我們很難找到它存在的意義。”強調指出了“刊物面向讀者，服務於讀者”的正確方向。他把有些華而不實的文章比喻成“好像一個堅果，果殼很厚，果仁很小”。借蘇東坡說揚雄是“以艱深文淺陋”的話告誡編輯部，要大家為改進學報文風作出不懈的努力。１９８７年，編委會和編輯部決定增加《機械工程學報》英文版。為此，他親自撰寫《創刊詞》，仔細審閱了全部英文稿件，按時、保質保量地於１９８８年刊出創刊號。
雷天覺在五十多年的機械工程科研與教學的實踐中，在學術理論與實踐中有長久意義的發明如下：
一、彈性流體靜壓軸承
在磨床開發中，他深知靜壓軸承在未來工業中的重要性。所謂靜壓軸承，是將高壓介質（液體或氣體）均衡地打到軸和軸承的四周間隙中，使二者完全分離，因此，這種軸承便完全沒有鬆動和摩擦。而傳統的最常用的做法是將介質通過相同的阻尼管打到軸承四周，以達到均衡的目的，同時軸承內表面須具有需要的形狀。在實踐中，他發現這種方法有一缺點，即當阻尼管阻塞或脫落時會造成嚴重後果，同時，軸承內表面所需形狀加工困難。因此，他曾用一種軸承固有間隙的分佈阻尼代替阻尼管，但這種結構，當介質供應暫時中斷時極易損壞，且在高速下（６００００轉／分）曾發生振盪。如何進一步改進，他思索了近２０年。雷天覺和他的同志們共同努力，終於在振動臺軸承的設計中發明了《彈性流體靜壓軸承》。此軸承的內表面用厚薄適當的高分子材料作軸襯裡，襯裡的內表面做成簡單的圓柱體。當高壓介質注入軸和襯裡之間的間隙時，由於高分子材料的變形而自然形成一種靜壓軸承所需要的間隙形狀，這時軸承作靜壓軸承運轉。當介質斷絕時，高分子材料內壁回覆到圓柱形狀仍可作為一普通軸承。
因很多高分子材料都是很好的摩擦材料。因此，此軸承是一種可靠性很高的靜壓軸承。它用於高頻振動臺後，穩定可靠。目前，正在研究《彈性流體靜壓軸承》的注塑成形方法，準備推廣應用到磨床上。
二、導流槽式靜壓軸承的研製
在壓力機的設計中，經過長期思索，他發明了‘導流槽式靜壓軸承’。其結構簡單，只要使軸和軸承表面佈滿和軸心平行的槽，即可形成靜壓軸承。採用這種技術可使高壓燃燒氣體在氣缸活塞間的洩漏的氣體構成靜壓軸承，不再需要其他方式潤滑。這種軸承製造方便，只需將軸用滾壓方法壓出槽來，除掉毛刺即可。根據理論計算，導流槽式靜壓軸承在高速下，穩定性好，可用於隔熱內燃機及超精度機床設計中。
三、彈性齒多齒分度臺的研製
在開發磨齒機和齒輪工具工作中，他發現提高分度精度非常困難。在６０年代英國和美國發展了多齒分度盤，引起雷天覺的很大注意，他當時提出了用連鎖彈性齒，利用彈性平均作用以消除誤差。這種意見被一些同行接受，因此在我國製造的分度盤有不少用這種齒形。他自己仍然繼續進行這方面的研究。在“文化大革命”中，被迫停止這項研究。１９７８年以後，他又繼續用了７年時間，才發現連鎖式彈性齒雖比英美用的齒形容易製造，但因磨擦力影響不能完全達到彈性平均。便又改用獨立彈性齒取得了很好的成果。獨立彈性齒因為製造容易，為在車間應用開闊了道路。
四、多阻尼式靜壓螺母
靜壓軸承原理同樣適於螺栓和螺母。若螺栓與螺母牙間有靜壓油膜，則除了無磨損、無磨擦、無自鎖等優點外，使用靜壓螺母時所有高價誤差很容易自然補償消除，因此，可獲得極高精度。１９６４年前後，英國、蘇聯相繼推出“靜壓螺母”，但終以加工困難而不能在工業上獲得推廣。１９６５年雷天覺設計出一種結構，不需要在螺牙內開腔，只在螺母外圓上鑽很多孔，直接通向螺母和螺紋介面上。可用這些孔作阻尼。這種結構在機床上應用，效果顯著。
五、無阻尼靜壓螺母
用高壓油從很大的孔直接打入螺母牙尖和螺栓牙底之間，由螺母牙、螺栓牙間隙溢位，然後由螺栓牙頂和螺母牙底之間排出。螺母的牙型角比螺栓牙型角略小，而且在低壓端有一間隙縮小段。具體形狀可通過優化計算。用這種方法須解決高壓油從螺母牙底向兩端漏出的問題。由經驗說明，這不難做到。這種靜壓螺母倘若大量生產，可能是現有形式中最好的一種方法。
六、調相式變流量柱塞泵
不用配流軸或配流盤。用兩組二柱塞泵，使相應的泵腔相通，靠調節兩柱塞泵間的相角以調節流量（同相時流量最大，相差１８０°時最小）。１９５３年試驗成功。原想用於壓力極大的靜壓導軌，但僅作為論文發表，這一成果能在高壓低速下有很高容積效率。
此外，雷天覺還研究一種以平面為一對齧合著的齒輪中大的一個的齒形。當這個齒輪齒數很多時，它的特性實際上和漸開線齒輪一樣。但倘需高精度時則加工要簡單得多。作過小型模型試驗並已取得專利。
人品和風格
雷天覺是在苦難的舊中國成長起來的知識分子，強烈的愛國主義與艱苦奮鬥的思想始終牢記在他心中。由於從小受到家庭的影響，培養了他為人誠懇、正直的品格。他生活簡樸，嚴於律己，從不計較個人的榮辱得失。在各種環境下，他始終不渝全身心地投入到他所熱愛的事業中，在他５０多年的奮鬥業績中，鑄就了他重視實踐，深入實際，頑強刻苦、堅軔不拔的高尚風格。他無私地奉獻，成為教誨年輕一輩科技工作者的榜樣。
雷天覺熱愛祖國，具有強烈的事業心，早在青年時代，為了鑽研機械製造工藝技術，在他大學畢業後被選送赴美實習期間，想盡各種辦法學習國外先進技術。不怕苦累，先後當過刮工、研磨工、熱處理工等，決心把先進技術移植國內。這點後來在虯江機器廠付諸實施。他親手培訓工人，建立了新的工種，為提高產品質量和生產效率作出很大貢獻。回國後，面對國民黨政府工業的崩潰，他無法實現其報效祖國的志向，更不願去臺灣，而潛心學習工程數學。此後，在身處逆境的兩個艱苦時期１９５７年被錯打成右派和“文化大革命”中，他都沒有放棄他酷愛的事業。他不論職務高低，也不顧已經高齡，仍然在研究工作的第一線上，與年青同志道進行調研、試驗，對科研工作提出不少寶貴的建議。不僅努力完成本職工作，還熱心幫助外單位諮詢技術問題。
在科學研究中，他具有崇尚求實和嚴謹的科學作風。他特別注意理論聯絡實際，從不滿足於方案在理論上的分析、推導和計算，總是以解決生產實際中的問題為目標。常常親自動手或幫助別人順利地突破個個技術關鍵。為了指導其他同志少走彎路，有時．他親自動手，直接用座標紙，按比例具體畫出結構設計圖。他認真審閱每一篇文章。所有與他共事或受過他指教的同志，無不為他淵博的學識，精湛的生產實踐經驗，及對國外技術發展趨勢和生產建設的實際需要的密切關注和敏銳觀察而歎服！
他清正廉明，無私、正直，為了培養人才，在古稀之年，仍孜孜不倦。自１９８２年至１９９０年，他先後帶過液壓傳動及氣動碩士研究生５名；工業自動化碩士研究生３名；測量技術及儀器碩上研究生３名：帶過機械學博士研究生５名。他還針對許多年青人外語和高等數學等方面急待提高的情況，經常不顧疲勞，定期、無償地為科技人員講授英語和數學，使很多同志不僅迅速提高了工作能力，而且在雷天覺同志的帶動下，非常積極地工作與學習。近年來，在業餘時間，他翻譯了大量的技術資料，並無私地幫助別人，提出對許多技術問題的解決方案和設想。
他克己奉公，生活十分簡樸。除了全身心地投入工作外，幾乎無暇顧及個人的得失。在一些重大科研專案的研製中他曾作出重大貢獻，如“１．２米×１．２米跨超聲速風洞柔壁噴管研製”榮獲１９８５年科技進步一等獎。但在榮譽、獎勵面前，他從不考慮個人。
他關心國家命運，珍重民族氣節。他具有真才實學，勇於發表真知灼見，而不隨波逐流。在各種政治風浪中，他抱著堅定的愛國主義，從未動搖。針對社會上出現的一些傾向，他總是以強烈的愛國之心，多次在人大、政協會議上呼籲，強調自力更生，艱苦奮鬥的方針；反對單純注重學歷，而提倡自學，注重真才實學。
總之，雷天覺同志是一位備受廣大群眾崇敬的機械工程專家和德高望重的教育家；也是一位關心國家事業，反映人民呼聲的社會活動家。他曾榮獲中國機械工程學會的最高成就金牌。
(作者：楊知白)
簡歷
１９１３年１月２９日 出生於北京。
１９３５年 畢業於北平大學工學院。
１９３５—１９３６年 北平大學工學院助教。
１９３６—１９３７年 南京兵工署化學研究所繪圖員。
１９３７—１９４２年 昆明中央機器廠工程師。
１９４２—１９４７年 在美國實習。
１９４７—１９４９年 上海中央機器公司工程師。
１９４９—１９５０年 華東工業部機械處工程師。
１９５０—１９５３年 上海機床廠副廠長兼總工程師。
１９５３—１９５４年 機械工業部第一設計分局總工程師。
１９５４—１９６９年 機械科學研究院副總工程師。
１９６９—１９７６年 下放五七幹校。
１９７６—１９７９年 機械部自動化研究所總工程師。
１９７９—機械科學研究院副院長兼總工程師。
