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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。