在北京懷柔科學城
有這樣一支科研團隊
在錢學森、郭永懷部署的戰略方向上一路攻關
經過半個多世紀幾代人的傳承
打造出了國際最大
整體效能最先進 的激波風洞
為我國航空航天事業的發展作出了巨大貢獻
從理論創新到技術創新的跨越是如何實現的
記者帶你一起探秘↓↓↓
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 現在從下一步就開始除錯了,真正出問題就在除錯這一段,大家要非常非常地提高警惕,我們從低壓到高壓、從空氣到燃氣一步一步往前走,要確保安全。
姜宗林和團隊正在安裝除錯的這個大裝置,就是國際上最先進的超高速風洞JF-22。作為研製新一代飛行器的搖籃,JF-22超高速風洞可以復現40到100公里高空、時速最高達10公里/秒、相當於約30倍聲速的飛行條件。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 我們現在坐飛機飛馬赫數比如說0.8倍的聲速,那麼我們戰鬥機可以飛到2.5倍的聲速。如果我們做出來高超聲速飛機,比如說5倍到10倍的聲速在大氣層裡飛,一兩個小時可以實現到達全球任何一個地方。
這支激波風洞的攻關隊伍源於上世紀五六十年代。在錢學森和郭永懷的戰略部署下,中科院力學所組建起我國第一支高超聲速激波風洞的科研攻關隊。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 錢先生跟郭先生是大師風範、高瞻遠矚,預計到將來國家需要這樣一種技術。有了風洞就相當於一個飛行器的搖籃,我們才能做發動機、做飛行器。這是我們團隊的初心,也是我們團隊五六十年來的一個奮鬥目標。
如果沿用國際通行的技術,激波風洞的研究就只能一直跟在國外後面模仿,所以科研團隊選擇了爆轟驅動,而這條技術路線在國際上早已被放棄。通過幾十年攻關,老一輩科學家實現了爆轟驅動的理論創新,透過反向爆轟加卸爆段的方式,成功解決了爆轟氣流不平穩的問題。緊握老一輩科學家的接力棒,姜宗林帶領團隊從上世紀90年代末開啟了大型爆轟驅動激波風洞的攻關。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 風洞立項的時候,很多人就說你這個風洞做不成,你會浪費國家的錢。我們經過了10年的考驗,透過這樣一個漫長的過程,我們認為這種技術是可用的,這種理論是對的。
從高溫材料、到異型構造、再到感測器設計,科研團隊在無人區反覆探索,終於實現了從理論創新到技術創新的跨越。2012年,總長265米、試驗段直徑達3.5米的JF-12復現風洞研製成功,可復現5到9倍聲速的飛行條件,實驗時間超過100毫秒,比其他同類型的激波風洞提高1個量級,成為國際最大、整體效能最先進的激波風洞,為我國航空航天重大任務研製提供了關鍵支撐。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 一種技術需要10年、20年,甚至更長的時間去做,所以你得耐得住寂寞。另外一種創新的東西不被大家認知,所以你還得能忍受著批判,你還得經受住風雨。所以只有這幾點的話,我覺得你才能從理論到技術,從技術到工程,然後去解決國家的重大問題。
JF-12激波風洞建成執行後,資料指標得到行業的高度認可,姜宗林卻因勞碌過度生了一場大病,切掉了部分肺葉。躺在病床上的姜宗林,卻又馬不停蹄開始了新一代激波風洞的論證研究。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 共產黨員還是要起模範帶頭作用,因為畢竟做著前所未有的工作,研究著前所未有的問題。我們做JF-22風洞的一個最基本的思想,奔著國家這樣一個天地往返系統,如果做成之後,可以把我們現在衛星發射、航天器發射的費用減掉90%。
中科院力學所副研究員、懷柔激波風洞現場負責人 韓桂來: 我們這個團隊裡大概超過80%的成員都是黨員。從錢學森先生、郭永懷先生,一直到俞鴻儒先生等等,到姜老師,整個我們所看到的是黨員的先鋒模範的帶頭作用,老科學家的精神,一直傳承到現在。他們都是要來報效國家,很少去計較個人的得失,他們對我們的影響是非常大的,所以我們也在跟著他們的腳步在往前走,我們也希望能夠在未來的幾十年當中,把我們的青春、夢想奉獻在這裡。
作為姜宗林的學生,韓桂來全程參與了JF-12復現風洞的研製。在最新攻關的JF-22超高速風洞研究中,韓桂來已經成為了整個專案的現場負責人,他的目標是和團隊一起建成這個前所未有的超大型激波風洞。
中科院力學所副研究員、懷柔激波風洞現場負責人 韓桂來: 我們的國家已經很強大,但是我們的國家在未來還要復興,民族還要復興,那麼我們需要把我們個體的才能淋漓盡致地發揮出來,這也是我們的信念。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: 只有把你的研究跟國家需求結合起來,它才有高度,只有把你的研究跟民族的需求結合起來,你才有長度。
JF-22超高速風洞將於2022年建成
風洞被譽為是飛行器的搖籃,那麼風洞究竟是如何工作的?正在建設的JF-22超高速風洞又有哪些特點?一起來了解。
中科院力學所副研究員、懷柔激波風洞現場負責人 韓桂來: 飛行器在天上飛,空氣不動,但是在地面上的時候,沒有辦法讓飛行器去飛,或者這個飛行器還沒有研究出來,然後我就做一個飛行器的模型固定在這,然後在風洞裡頭產生高速的氣流來吹這樣一個模型,模擬它在天上飛的過程,這個就是風洞。
爆轟驅動超高速高焓激波風洞簡稱為JF-22超高速風洞,專案於2018年3月正式啟動,現在已進入現場安裝階段,完成真空艙、試驗艙和噴管的安裝,並透過專家組中期檢查。
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞專案負責人 姜宗林: JF-22最核心的技術,就是透過正向爆轟驅動器為激波風洞提供平穩的驅動氣流,有這個技術後,風洞的試驗能力要比JF-12驅動能力提高10倍。
作為一座超大型激波風洞,JF-22超高速風洞的研發目標是針對天地往返飛行技術領域的國家重大需求和高溫氣體動力學學科的前沿探索,解決超高速飛行技術的試驗研究問題。2022年建成後,JF-22將與JF-12風洞構成能夠覆蓋全部高超聲速飛行走廊的、具有國際領先水平的地面氣動實驗平臺。
來源:央視新聞客戶端