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上一版3  4下一版 2016年6月28日 星期 放大 缩小 默认
中国空气动力研究与发展中心勇于创新、攻坚克难——
让中国“风洞”跻身世界先进行列
本报记者 姜天骄
上图 科研人员在高频等离子体风洞试验现场研究课题。余 江摄

中图 中国空气动力研究与发展中心成功举办第十届国际应变天平会议。王 硕摄

下图为0.6米×0.6米连续式跨声速风洞。余 江摄

风洞被称为飞行器的摇篮,万众瞩目的新型飞机、神舟飞船、导弹等国之重器在研制过程中都离不开风洞的“千锤百炼”;它的学科涉及空气动力学等现代工程领域的方方面面,每一个“战场”上都镌刻着创新的足迹。

中国空气动力研究与发展中心是我国风洞事业的顶梁柱,我国几乎所有飞机、导弹、飞船等航空航天飞行器都在中心进行过空气动力试验研究任务,中心在几乎所有涉及空气动力学的国家重大研究计划和工程中发挥了至关重要的作用。

创新,是这支团队的灵魂和生命。多年来,他们坚持以创新驱动发展,推动实验研究能力不断提升,吹响了中国空气动力事业竞逐世界一流的冲锋号。

迎难而上 夯实根基

空气动力技术是发展先进航空航天飞行器的重要支撑,是国家间较量的重磅砝码。在复杂的国际环境下,过去许多年里,西方国家对我国严密封锁,由于没有风洞设备进行试验,我国刚刚起步的航空航天飞行器研制工作不得不放慢速度。

上世纪60年代,为打破西方封锁遏制,自主发展我国“两弹一星”和航空航天事业,老一辈国家领导人和科学家们高瞻远瞩、审时度势,作出了整合力量、集中建设我国国家级空气动力研究机构的战略决策。

喷管是风洞产生均匀高速气流的重要部件,被形象地称为风洞的“心脏”,是风洞设计中的关键技术难点。我国原有风洞采用的是落后的固块喷管,效率非常低下。“不创新就要落后。”设计师刘政崇敢于做第一个吃螃蟹的人,“要想发展大型跨超声速风洞,先要从攻破关键核心技术开始”!

为了阅读英文资料,熟悉俄语的刘政崇从ABC起步,恶补英文知识;为解决柔壁喷管的技术和安装难题,课题组成员争分夺秒,夜以继日。在狭小的洞腔内试验,他们一干就是七八个小时,因为腰部过于劳累,常常要在风洞外躺很长时间才能站起来。刘政崇的小女儿出生时,他还在绘图板前挥汗如雨。

十年磨一剑,他们终于研制出我国第一座柔壁喷管,于1982年底安装到1.2米跨超声速风洞中。看着两块巨大柔板协调地移动,在场的科技人员无不喜极而泣。

冰花,晶莹剔透、纯洁美丽,却是飞行器的潜在杀手。据不完全统计,全世界因结冰导致的飞行事故上千起。为破解这一难题,欧美航空强国陆续建设了多座结冰风洞,开展相关试验研究工作。

因为没有自己的结冰风洞,我国飞行器研制工作被迫进行调整,甚至不得不冒险在自然结冰气象条件下试飞……

“只有把核心技术掌握在自己手中,才能真正掌握发展的主动权。”从上世纪90年代开始,建设大型结冰风洞的呼声越来越高。面对国外技术封锁,国内缺乏技术储备的局面,气动人针对我国航空工业对结冰风洞的迫切需求,主动进行结冰风洞的前期研究,开始了新的艰难探索。

年逾七旬的刘政崇带领设计团队又一次站在新的起点,摸着石头过河,历经1000多个日日夜夜,攻克了制冷系统、喷雾系统和高度模拟系统等多个关键技术难题,扫清了结冰风洞建设的技术障碍。

梅花香自苦寒来。2013年10月,均匀的水雾从上千个喷嘴中喷涌而出,温度曲线不断下降,从20℃到0℃,再到零下20℃、零下30℃……试验模型上的冰凌从无到有,慢慢变白、变厚时,试验大厅里掌声如潮水般响起,我国首座多功能结冰风洞首次验证性试验取得圆满成功。参试科研人员望着“中国风”吹出的“中国冰”,似乎闻到了一股浸润苦寒的幽幽暗香,再也抑制不住激动,热泪盈眶。

设备是基础,技术是关键。依托先进的试验设备,中心科研人员自主探索出尾旋、颤振、热防护等一大批配套完善的先进试验技术,让中国风洞的综合试验能力跻身世界先进行列。

自主创新 勇攀高峰

科研是没有硝烟的战场,惟创新者进、惟创新者强、惟创新者胜。多年来,中心科研人员在一个个陌生领域拓荒前行,血液里早已注入勇于创新、敢于创新的细胞和基因。

尾旋,是飞机的“死亡陷阱”,飞机一旦进入尾旋不能及时改出,就难以避免机毁人亡的结局。中心科研人员主动作为,依靠配套的尾旋试验技术和飞行仿真分析方法,开展大攻角风洞试验,最终掌握了飞机失速、尾旋特性及改出方法,并提出了改进飞机设计和操纵的建议。

载人航天工程是我国空间科学技术领域的重大战略工程。发展载人航天,气动力、热和防热问题是必须首先攻克的关键技术难题。以返回舱为例,在返回地球穿越大气层过程中速度最高达到二十几倍声速,剧烈的压缩和摩擦最高可能产生数千摄氏度的高温气流,解决飞船防热问题,是整个载人航天工程的重要课题。

上世纪80年代末,中心科研人员就瞄准这座航天领域的高峰,全方位投入关键技术预研攻关,完成了工程研制各阶段的试验研究任务几百项,为我国载人航天工程提供了大量准确可靠的气动试验数据,解决了一系列关键技术难题。

“科研创新绝不能等待观望,必须只争朝夕。”中心科研人员创新的脚步一刻不停,把目光投向了我国航天领域又一前所未有的新挑战——探月三期工程。他们开展了返回器再入气动问题研究、外形优化设计、气动热环境预测等数十项技术攻关,解决了返回器气动布局和热防护系统设计等关键技术难题。

2014年11月,中国探月工程三期再入返回器安全着陆在预定着陆点,任务取得圆满成功。伴随着中国人探索太空的脚步越走越远,气动人创新开拓的勇敢担当,也一同荣耀地写进了浩瀚天宇。

人才引领 团结协作

实现大发展、大作为,根本在人才。一流的创新,要有一流的创新人才。那些关系型号研制成败的气动关键问题,之所以能够迎刃而解,得益于这里培养集聚了国内规模最大、能力最强的国家级空气动力人才方阵。

近年来,他们扎实做好团结、引领、服务工作,真诚关心、爱护、成就人才,在领军人才、科技团队、青年英才培养上持续用力,制定出台高层次科技创新人才培养实施办法,不断加快人才国际化培养步伐,推动人才培养与世界一流接轨,一大批勇立潮头的攻关团队和科技英才脱颖而出。中心60%新增科研课题由35岁以下青年骨干担任负责人,成为推动国家空气动力事业发展的中坚力量。

青年科技专家易贤潜心空气动力学与飞行器结冰的交叉学科研究十余年,在国内首次提出飞行器结冰的数值仿真方法和试验理论,在实践中得到广泛应用。

青年科技专家杨党国在高速飞行器气动噪声控制研究领域颇有建树,经过潜心研究,提出了一种振动模态预测方法,发展了工程实用的飞行器部件气动噪声预测技术,34岁就当上了高速飞行器气动噪声研究团队主要负责人。

余永生博士参与完成多座大型风洞设计任务,37岁就被任命为大型低速风洞总设计师,迅速成长为我国风洞设计团队的后起之秀。

女博士胡华雨致力于强场物理研究和气动-电磁问题理论与试验研究,所开展的国家自然科学基金研究项目引起国际同行关注。

目前,中心拥有10位“973”技术首席、17位“863”专家,108人享受政府特殊津贴,19人次入选国家创新人才工程,还有“气动热试验功勋研究室”“科技创新模范”“全国杰出专业技术人才先进集体”等一大批科技创新典范,形成了院士领衔、专家众多、英才辈出的生动局面。

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