把“天空”搬到地面,他為中國(guó)風(fēng)洞“炸”出一條新路
來(lái)源:我是科學(xué)人
發(fā)布時(shí)間:2024-04-28
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“我覺(jué)得國(guó)家那么窮,你用很多錢行嗎?這類工作要能干,就得有省錢的本領(lǐng)?!?6歲的俞鴻儒說(shuō)。

作為我國(guó)“爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞技術(shù)”的理論奠基人,俞鴻儒潛心于此50余載,為我國(guó)風(fēng)洞研究“炸”出了一條新路。如今,當(dāng)半個(gè)世紀(jì)前的皆艱苦卓絕被逐幀展開(kāi),當(dāng)人們感動(dòng)于他“做別人不敢做的,做別人做不成的”,他卻說(shuō):“我只是幫了一點(diǎn)小忙?!?/span>

把“天空”搬到地面

一代風(fēng)洞,一代飛行器。

風(fēng)洞是空天飛行器研究的最可靠的實(shí)驗(yàn)手段。高超聲速風(fēng)洞通過(guò)人工方式產(chǎn)生并控制高速氣流,模擬飛行器周圍氣體的流動(dòng)情況,獲得飛行器的氣體動(dòng)力學(xué)特性,相當(dāng)于在地面上人為建造一個(gè)“飛行天空”?!吧裰邸毕盗酗w船、“東風(fēng)”系列導(dǎo)彈等我們耳熟能詳?shù)膰?guó)之重器,它們的模型都曾在風(fēng)洞中經(jīng)受考驗(yàn)。

JF12復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件激波風(fēng)洞

2023年上半年,我國(guó)JF-22超高速風(fēng)洞正式通過(guò)驗(yàn)收。作為新一代飛行器的搖籃,J-22超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn)40公里至90公里高空、,相當(dāng)于約30倍聲速的飛行條件。

而同樣在北京懷柔錢學(xué)森實(shí)驗(yàn)基地空天實(shí)驗(yàn)中心,還存在一位“前輩”——“復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件激波風(fēng)洞”,JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞。JF-12可復(fù)現(xiàn)25至40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件??梢哉f(shuō),JF-22超高速風(fēng)洞的研制離不開(kāi)JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞積累的經(jīng)驗(yàn)。而這兩座風(fēng)洞的出現(xiàn),也使我國(guó)成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膰?guó)家。

J-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞的成功,運(yùn)用的就是俞鴻儒的爆轟驅(qū)動(dòng)理論及技術(shù)。而在這條路上,他自認(rèn)是郭永懷布下的一顆“閑子”,卻在潛心埋首間,成為我國(guó)風(fēng)洞事業(yè)的一顆“奇子”。

少花錢辦大事

1956年,中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所成立后,錢學(xué)森親自給尚在美國(guó)的郭永懷寫了一封信:“力學(xué)所成立了,你趕快回來(lái)吧,很多重要的事需要你來(lái)做?!?/span>

而在郭永懷回國(guó)之前,錢學(xué)森、錢偉長(zhǎng)已經(jīng)代他招到了5名流體力學(xué)和物理力學(xué)研究生。俞鴻儒就是其中之一?!肮壬o我指定了方向——發(fā)展激波管技術(shù),研制激波風(fēng)洞。”

1958年年初,中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所成立激波管組,俞鴻儒被郭永懷指定為組長(zhǎng)。那時(shí),他還是個(gè)剛?cè)胨€不到10個(gè)月的研究生。甫擔(dān)重任,俞鴻儒壓力很大。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),國(guó)際上風(fēng)洞建造費(fèi)用高昂,工藝要求高,需要大量資金投入。但擺在俞鴻儒面前的一個(gè)最大問(wèn)題就是:沒(méi)錢!

20世紀(jì)60年代,俞鴻儒實(shí)驗(yàn)留影。

“經(jīng)費(fèi)極少,也不可能有國(guó)外同行使用過(guò)的先進(jìn)儀器和技術(shù)裝備。”若干年后,俞鴻儒回憶道。這意味著模仿的路是走不通的,怎么辦?“科學(xué)研究最關(guān)鍵的是人,是創(chuàng)新,而不是錢。有創(chuàng)新,再窮也能用自己的辦法做出世界上獨(dú)一無(wú)二的工作。沒(méi)有創(chuàng)新,再多錢,仿制國(guó)外再多的先進(jìn)技術(shù)也是贗品,做不出真正有價(jià)值的科學(xué)成果。”

為了省錢,俞鴻儒選擇了基于氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)激波管方法進(jìn)行改進(jìn)。這種方法事故率頗高,性能也不穩(wěn)定,并不被國(guó)際認(rèn)可。但在當(dāng)時(shí),俞鴻儒也沒(méi)有更好的選擇。而郭永懷只提了一個(gè)要求:防止人身傷亡事故。

“后來(lái)我們出了好多次事故,一次最嚴(yán)重的事,把實(shí)驗(yàn)室的房子都炸了。把房子炸了,也沒(méi)有關(guān)系,炸完馬上就給你修?!庇狲櫲逭f(shuō)。

就這樣,在一聲聲爆炸中,“爆轟驅(qū)動(dòng)”逐漸成型了。

1958年,俞鴻儒成功研制出了我國(guó)第一代激波管。20世紀(jì)60年代,他們成功研制出JF4直通型激波風(fēng)洞、JF4A反射型激波風(fēng)洞和JF8激波風(fēng)洞;90年代,他們建成的氫氧爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞(JF10),成為國(guó)際首座成功運(yùn)行的爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞,為我國(guó)高超聲速風(fēng)洞的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

20世紀(jì)70年代,國(guó)際風(fēng)洞研究中的噴管一般都使用不銹鋼?!耙粋€(gè)噴管要幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)元”,俞鴻儒深覺(jué)“用不起”,幾經(jīng)鉆研,采用鑄鐵進(jìn)行了改良,幾萬(wàn)塊錢就撐住了。在這之前,他安裝JF8激波風(fēng)洞時(shí),也是想方設(shè)法利用廢棄設(shè)備,尋找便宜靠譜的工廠,僅花費(fèi)8萬(wàn)元加工費(fèi)就完成了任務(wù)。而在這之后,JF-12不僅在指標(biāo)上具有可比優(yōu)勢(shì),其試驗(yàn)成本也遠(yuǎn)低于國(guó)際同類風(fēng)洞。

幾十年過(guò)來(lái),“少花錢辦大事”在俞鴻儒這里已經(jīng)成了天經(jīng)地義的事。在他看來(lái),“現(xiàn)在國(guó)家有錢也得省著”,畢竟“國(guó)家那么大,什么事都要辦”。

俞鴻儒在工作中

閑不下來(lái)的鋪路石

“國(guó)家的科學(xué)事業(yè)需要我們來(lái)做鋪路石?!边@是郭永懷對(duì)俞鴻儒的教導(dǎo),他始終記在心上。

進(jìn)入古稀之年后,俞鴻儒給自己提出了兩條約束:不要和年富力強(qiáng)者爭(zhēng)做適合他們干,以及他們特別愿意干的項(xiàng)目;盡量少占資源并選擇風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目。

21世紀(jì)初,全世界都對(duì)研制高超聲速超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱情極高?;趪?guó)家重大科技研發(fā)的需求,俞鴻儒積極關(guān)注起“高超”問(wèn)題研究,并在2006年向中國(guó)科學(xué)院正式提出了建造復(fù)現(xiàn)高超飛行條件的脈沖風(fēng)洞的建議。兩年后,長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞(JF-12)項(xiàng)目正式啟動(dòng),俞鴻儒再次投入“戰(zhàn)斗”,用他的技術(shù)思想照亮了這段征途。但到2016年,JF-12激波風(fēng)洞榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)時(shí),他主動(dòng)把自己的名字排在最后,讓更多年輕人走向臺(tái)前。

“我們這代人搞風(fēng)洞建設(shè),搭了一個(gè)戲臺(tái),今后戲唱得好不好就要看年輕人了?!庇狲櫲逭f(shuō)。但即便是現(xiàn)在,但凡后輩有問(wèn)題請(qǐng)教到他面前,他都會(huì)積極給予建議。他是一塊閑不下來(lái)的鋪路石。

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