中国4代风洞人接力,把风洞搞得太好了,领先美国至少30年

璐平 2024-10-06 09:38:48

科学界的传承,正在让中国科技走向世界之巅,嫦娥六号发射时,外媒争相报道,中国航天队伍很年轻,平均年龄还不到30岁。北斗女神徐颖也曾说,天眼团队,平均年龄可能是30岁,北斗团队平均不超过35岁,天宫载人航天团队,平均32岁。而再看看其他国家,不仅研发团队年纪都比较大,还出现了“人才断档”的现象。“传承”是我国近几十年来快速发展的密码。

而在中国有一项核心技术,通过几代科学家的接力,现在领先全球至少30年的水平。没有它,中国很难造得出先进的导弹、火箭、人造卫星等飞行器。没有它,中国高超音速武器不可能独步全球。在未来,许多大国重器和先进武器,也都需要用到它,它就是风洞技术。

那么什么是风洞技术呢?

一句话概括就是,在地上造一个“天空”。飞行器在高速飞行时,周围的气体会被剧烈加热,尤其是当速度达到5倍音速时,也就是达到了高超音速时,会发生氧气分解,氧氮组合等复杂的热化学反应,此时飞行器周围的“空气”已经不再是之前的“空气”,情况是十分复杂的。如果不搞清楚情况,飞行器大概率是要解体或者摧毁的。

如果造好了飞行器,再让飞行员驾驶来测试,不仅会让飞行员冒着巨大生命危险,还会浪费巨大的人力、物力和财力。因此,这就需要在地面上模拟出天上的情况。科学家们想到的办法就是,先把飞行器按照比例缩小,造一个模型,在风洞里进行测试,并收集相应数据,反反复复上万次,以此来检验设计是否合理。

所以,飞行器都是在风洞里吹出来的,从战斗机,到飞船,导弹,无一例外。因此,风洞是一个国家最重要的战略资源之一,一代风洞技术决定一代飞行器的研制水平,同时代表着一个国家的科研实力。

上世纪50年代后期,中国成立了力学研究所,钱学森担任所长,郭永怀是他的副手,他们都是“两弹一星”功勋。他们都非常注重高超声速的研究,并进行了现在看来非常有前瞻性的战略部署,不仅进行了装备建设,还为国家培养人才培养。

俞鸿儒当时就是郭老的研究生,郭老安排他主攻风洞技术,为期10年,想怎么干,就怎么干。当时国家的情况,大家都清楚,没有大笔的经费,都在勒紧裤腰带,研究两弹一星。

所以,在当时,风洞就是一个没技术、没人才、没资金的“三无”项目。不仅如此,连国外在这个领域都属于是一片空白,连模仿的对象都没有。

在郭老的指导下,俞鸿儒从零开始开始研究风洞。为了节省经费,他决定不采用压气机,而是用氢氧燃烧驱动,钱是省了,但却十分危险,因为很容易炸实验室,是真的那种爆炸,而且是经常渣,完全就是用生命在搞研究。

所以,在那10年里,俞鸿儒院士是比较孤独的,因为没有人愿意和他一起玩命。

但他坚持了下来,先是研制出了JF-4直通型激波风洞和JF-4A反射型激波风洞。后来,还成功了研制出了JF-8激波风洞,这已经达到了全球先进水平,而且把成本控制到只有8万块。

这也刚好赶上了中国军事、航天事业要出成果的时期,导弹、火箭、人造卫星等重点型号飞行器,陆续进入攻关阶段,急需大型风洞的检验,JF-8来的正是时候。

虽然已经出色完成了任务,俞鸿儒并不满足于现状,后来又做出了全球首座爆轰驱动高焓激波风洞JF10。

俞鸿儒也没只顾着做研究,他像两位前辈那样,培养了很多相关科研人才。1999年,他还邀请了姜宗林回国,从事风洞技术的研究。如果说钱老和郭老是我国第一代风洞领域的奠基人,俞鸿儒是第二代,那么姜宗林就是第三代。

俞鸿儒指定姜宗林担任负责人,研究新一代风洞。而这次是要实现了从“模拟”到“复现”的跨越,他也不负众望,研制出了JF-12高超声速复现风洞,首次运用了爆轰驱动技术,与其他国家完全不同的技术路线,可以复现25-50公里高度,5-9倍音速的飞行条件。

JF-12让中国在风洞领域领先全球。后来,姜宗林继续带领团队,又做出了JF-22超高速风洞,可以复现40-100公里高度,30倍音速的飞行条件,技术至少领先全球30年,奠定了中国高超声速风洞的世界地位。

JF-12和JF-22覆盖全部“飞行走廊”实验能力,未来会有越来越多高精尖的飞机、导弹和飞船被它们“吹出来”,比如:天地往返飞行器,高超声速飞行器。

当然,姜宗林也像前辈们一样,培养着我国第四代“风洞人”,相信未来他们也会研制出更多技术先进的风洞技术。让中国继续在高超声速风洞领域保持领先。

看到这里估计有人会纳闷,这玩意真的那么有用么?

我们就拿美国来举例子,总所周知,他们在高超音速领域的研究十分缓慢,不少美国的军事专家就指出,这和美国风洞资源稀缺,风洞技术跟不上有直接关系。事实确实如此,美国国防部甚至提出过一个奇葩的要求,让研发团队尽可能少地使用风洞资源,用实际测试来替代。

如果不是逼不得已,作为最早研究风洞的国家之一,美国没有理由让珍贵的飞行员去冒这个险。

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