1995年2月，李天被北航研究生院聘为该校空气动力学专业兼职博士生指导教师。2001年7月被中国航空研究院聘为首批博士研究生导师，其中包括顾诵芬、李明、李天等共7人。从1995年开始，他边工作，边培养博士，他培养的第一个博士生是北航的硕士毕业生李敬，1995年9月录取，开始在北航读博士必修的课程，他的数学基础比较好，读硕士是研究隐身技术问题的，考虑到飞机气动与隐身外形优化是当时急需解决的问题，李天让他用模糊数学优化方法来对飞机外形进行气动与隐身优化设计。题目比较难，前人没有做过，李敬欣然接受了，从开始查资料，到阅读文献和建立方法等工作，他刻苦钻研，勤奋学习，很快就确定了论文的总体思路及技术途径，其中还涉及建立专家决策系统。李天给他具体指导并到有关单位，找一些专家进行了调研，使其数据更有工程应用价值。同时，指导他确定了选择机翼及机身若干参数为设计变量，用气动和隐身性能的主要指标为优化目标，用气动和隐身次要指标做约束条件。采用计算气动和隐身性能的常用计算软件，重点突破采用模糊数学理论来建立优化方法。他根据总体设计要求，采用线性函数分别建立各自目标函数的满意度函数和约束的满意度函数。然后根据设计师的不同设计思想，采用综合加权法和模糊判决法来建立综合评价函数。评价方法完成后进行了大量的算例计算，证明该方法是实用而可行的。他于2000年6月以优异成绩通过了博士论文答辩，被北航授予工学博士学位，他的论文题目是《飞机外形参数的气动与隐身综合优化设计》。毕业后被分配到民航总局适航性研究所，现已成为该所的技术骨干力量。
为了进一步培养航空技术的高端人才，北航与中航集团协商，决定办一期培养各研究所年青领导人的高级研究班（简称高研班）。目标是3~5年内培养一批工学博士。高研班聘请顾诵芬、管德、朱荣昌（空军编研室主任），张耀（时任总装备部科技委副秘书长）等为指导委员会委员。第一期学员包括601所的李玉海（时任所长）、孙聪、方玉峰（科研副所长）、刘华翔（副所长），611所的杨伟（所长）、聂海涛（副所长）、桑建华（副所长）等。采用双导师制，即北航及研究所各出一名导师共同培养。601所李玉海由北航的刘文挺教授及601所的李天副总师带，孙聪由北航的武哲教授和李明院士带，方玉峰由北航的王俊院士及李天副总师带，刘华翔由空军朱荣昌（北航兼职教授）及李天副总师带。他们是1999年12月经过指导委员会的面试和数学、外语考试合格后正式成为北航高研班的工学博士生，由于都是各研究所的领导班子成员，工作忙，但博士基础课学分必须达标，他们用一年多时间，利用节假日及部分脱产时间学满了学分。然后结合自己的工作进行论文撰写工作，北航刘文挺和李天与李玉海共同确定了他的论文题目《腐蚀条件下飞机结构寿命体系评定技术研究》，并确定了论文的大纲及各章节的内容，然后李玉海据此边工作边做论文。李玉海结合自己近20年在结构强度方面积累的设计经验和成果，在论文中建立了系统完整的模拟地面停放腐蚀影响的加速试验环境谱与试验技术；建立了腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评定方法与实施技术；建立了飞机结构日历寿命评定的技术途径，方法和实施技术；完成了歼8Ⅱ飞机典型结构的腐蚀条件下寿命体系的评定。论文有较大的创新性，理论和实践相结合，具有较大的工程实用价值和一定的学术价值。于2001年9月在北航以优异成绩通过工程博士论文答辩，是高研班中第一个被授予博士学位的学员。后来从601所调到总公司任产品部部长，现已是中航工业副总经理，负责军用飞机的研制工作。
方玉峰当时任601所的副所长，他是北航五系环控专业1982年毕业生。他的博士论文题目是《先进飞机环控系统设计及仿真研究方法》，在王俊院士的指导下进行了方案设计、方法建立及仿真计算。李天对他的论文进行了认真的修改和指导，方玉峰的工作能力强，思路敏捷，也是抽业余时间完成的论文，于2002年5月在北航以优异成绩通过博士学位的答辩。后来他从601所调到黎明公司任党委书记，2009年调到中航工业一飞院任院长，由于业绩突出，2010年4月调到中航工业飞机公司任党委书记。
1998年5月，601所气动室的朱宇考上了北航李椿萱院士的博士生，由李天作为副导师。结合他的工作，李天建议他结合预研课题，深入研究新一代高性能隐身进气道———Caret进气道的流动机理与设计方法。这个建议得到李椿萱院士的认同，从而确定了论文研究方向。朱宇的数学基础比较好，对数值计算比较熟悉，对进气道设计积累了一定的经验，因此他采用计算流体力学和风洞试验方法对其流动特性和性能进行了较系统的研究，提出了基于空间三维的Caret进气道的设计方法，确定了斜板后掠角、压缩角和波后流动方向角之间的关系。采用他所建立的方法设计了两种Caret进气道，用数值模拟方法进行了评估。论文对先进Caret进气道的设计具有一定的指导意义。2002年12月，他以《Caret进气道流动机理与设计方法研究》为题，通过了博士论文答辩，获得全优。他于2007年晋升为研究员，如今已成为601所进气道设计的技术带头人。
2004年9月，601所的邓立东考上北航五系武哲教授的博士生，由李天作为副导师，与其共同培养。邓立东在北航学习了1年博士基础课后回所结合工作进行论文撰写工作，邓立东1983年毕业于南航空气动力学系，分到601所， ；1998年获北航工程硕士学位，多年来从事于飞机飞行载荷和静气动弹性研究，主持和承担了多项国家“863”和部级预研课题，获多项部级成果奖，担任多个型号的专业副总师和主任设计师，是601所载荷专业的领军人物，工作认真负责，刻苦钻研，积累了丰富的设计经验。李天建议他结合多年的工作经验，把飞机载荷计算提高到新的高度。确定他的论文结合国内外研究现状和飞机设计过程中的实际需要，抛开传统的飞机载荷设计方法，建立新的弹性飞机载荷多专业综合设计方法，以适应设计新一代飞机的需要。他基于非线性风洞试验数据的弹性载荷计算分析方法，解决了载荷综合分析的几个关键问题，采用多专业、多学科的综合分析手段，建立了一套新的、工程实用的弹性飞机载荷综合分析技术方法和设计手段。对邓立东所提出的方法用某机进行计算与静力试验和飞行试飞测量结果对比分析，表明该方法达到了工程设计应用的精度，为新一代飞机的设计提供了可靠的设计方法。2007年12月，以《弹性飞机飞行载荷综合分析方法研究》为题通过了博士论文答辩，获得全优的成绩。如今他在601所为新的军、民机载荷计算而努力工作着。
2004年9月，601所的潘全文考取了中国航空研究院的博士生，师从李天。他先到西工大学习了1年的博士基础课，学满学分回所边工作边做博士论文。预测和健康管理（PHM）以及联合分布式信息系统（JDIS）是以美国的JSF飞机为代表的新一代飞机自主后勤概念的核心。PHM是在传统的健康监控和故障诊断的基础上，强调早期故障预测和跨子系统智能推理，能实时评估和管理飞机的健康状况、JDIS是为飞机的维护保障提供决策支持，使飞机智能化。采用PHM技术可提高飞机战备完好率和任务成功率，使飞机系统更安全、可靠、高效地运行。这是一项设计新一代飞机必须具有的一项重要设计技术。国外已在F-35飞机上应用，国内在该领域的研究还刚刚起步。李天让潘全文在PHM系统的基本概念，体系结构，软件构建方法，PHM系统设计的传感器选型布局，智能推理技术，PHM系统设计与验证等几个方面进行综合的研究。经过近3年的努力，潘全文完成了博士论文的撰写工作，文中结合发动机PHM设计技术，提出了一种基于案例和基于规则相结合的混合诊断推理方法，并在某型发动机地面智能故障诊断系统中对他提出的方法进行了验证，表明该系统可以准确地识别出该发动机的26种故障模式，通过与发动机测试系统的交互，定位故障部件，快速地完成了发动机系统故障诊断。他的论文题目是《飞机预测与健康管理系统及其关键技术研究》。于2008年6月顺利通过博士学位答辩，成绩优秀。如今他已成为601所综合保障部维修保障专业的骨干力量。
601所气动室的黎军1996年9月考入北航空气动力学专业硕士班，师从李天，由于硕士学习成绩优秀，1998年转为硕士—博士连读，继续在李天教授指导下作飞机气动力研究及攻读博士学位。由于当时型号和任务比较繁忙，黎军承担的科研任务较多，时间紧迫，抽不出时间进行博士论文的准备工作，他的压力也较大，一度停滞了读博的工作。后来李天建议他结合预研课题研究启动博士论文的工作，他精细安排了型号、预研课题的工作，论文的准备工作利用业余时间做，由于正常的工作任务也要经常加班加点，他只能牺牲休息时间，少睡觉，多学习和工作，经过3年多的努力，终于完成了博士论文的撰写工作。他的论文是研究内埋式武器舱的气动问题，美国的F-22和F-35为考虑隐身性能，将导弹等武器装在机身内部，当在飞机的超声速飞行时，要发射导弹，必须打开武器舱门，在舱门开启及武器分离过程却呈现很强的非定常特性，舱内的强涡流能引起舱内的压力剧烈变化，使舱门、舱内武器设备和机体结构产生强烈振动和噪声，直接影响飞机的结构寿命和设备的可靠性。开展内埋舱的气动与结构相容性研究非常必要，为确保投放安全，需要进行腔体流动机理和控制措施的研究。黎军利用数值模拟和风洞试验相结合的方法，得到了外流为超声速时不同长深比的腔体（内埋舱）的流动特性及施加控制措施的效果。提出了超声速开式流动剪切层大涡脱落，剪切层的振荡及腔体后缘的撞击是开式流动腔体噪声产生的原因，系统全面地研究了超声速气流开式、闭式和过渡式等不同类腔体三维流动的空间波系，腔内涡系间的相互作用机理。论文具有较大的工程实用价值和一定的学术价值。黎军于2008年3月以《内埋式武器舱流动机理与控制》为题，完成博士论文答辩，获全优成绩。目前他是总体气动部的副部长，中国力学学会流体力学专业委员会委员，获多项成果奖，已成为601所气动专业的学术带头人。
2004年12月，北航办第三期高研班，601所被录取的有赵霞、张子军和隋福成等人。李天与北航王晋军教授合带赵霞和张子军攻读博士，他们也是不脱产读博，虽然承担科组的科研任务较重，除了利用节假日学习博士基础课，还利用暑假到北航集中学习了两个月，在读博士期间赵霞是某型号的常务副总师，工作极其繁忙，加班加点也难于应付日常型号工作，经常往返于沈阳—北京—西安，根本没有周六和周日休息的概念。在这种情况下，她见缝插针，利用出差等飞机或乘机时间做论文的积累工作，利用放假时间集中编写，经过艰苦的努力，终于在2008年12月完成了论文撰写工作，并以优异成绩通过博士论文答辩，成绩为全优。她的论文题目是《高隐身先进气动布局研究》，论文综合和总结了多年来她在先进气动布局研究中所取得的创新成果，论文中阐述了采用数值模拟、风洞试验以及微波暗室试验等手段，系统地研究了多种布局形式及非常规气动部件的气动和隐身特性，揭示了各个部件参数对全机气动和隐身特性的影响规律，给出了一些设计准则，创造性地提出了具有高隐身及先进气动布局特性的布局方案。如今担任601所副所长的赵霞，除了忙于型号和科研管理工作外，仍抽出很多时间在抓她负责的先进气动布局等多项预研工作，意气风发地为航空事业的腾飞努力工作着。
中航工业601所的张子军的博士论文选题，经与李天导师及王兴军教授商量后，决定以无人机作战飞机的飞翼布局为对象，结合张子军的总体和飞控专业进行布局及控制源的设计研究。张子军先任副总师兼飞控部部长，后来不兼飞控部部长而任总体专业的副总师，负责无人机及远景飞机的预研工作。他工作认真、负责、兢兢业业、勤奋好学。虽然现任总体专业副总师，但他在飞行力学方面已积累了丰富的型号和预研工作经验，获多项成果奖，已成为飞行力学及控制方面的领军人物。他的型号和预研工作任务繁重，经常出差，也只能利用有限的业余时间进行论文的撰写和研究，大部分业余时间却用于型号工作之中。经过几年的努力，他于2009年10月以《高隐身无人机作战飞机飞翼布局及控制律设计研究》为题，通过北航的博士学位答辩，成绩全优。