美俄垂涎的中国超高速风洞竟是钱老学生靠爆炸“炸出来”的

发布时间: 2024-12-06 作者: 新闻中心
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46技术硬,93不要命!

  中国目前在高超音速飞行器领域已经走在了世界的最前列,十几马赫的导弹,月球取样31马赫飞行的返回舱,这些高超音速飞行器的研发不能离开一种机器,即风洞。

  风洞的名字翻译的真是恰到好处,一个可以吹高超音速风的“洞”,它建造起来可没那么简单。

  世界上第一台风洞诞生于英国,那时的风洞看起来就像是一个超大号的风箱,发明人名叫韦纳姆。这个风洞的原理与现代风洞已经一样了,固定需要测试的飞行器,利用气流与飞行器的相对运动,模拟飞行器在现实飞行过程中的状态,然后设计人员会按照预订的参数指标做修改。东风-17的外形是这样的,歼20和美国B2轰炸机也是这样造出来的。

  莱特兄弟在1900年建造的风洞气流速度达到了56.3千米/小时,第二年他们建的风洞风速每秒可达到12米,这为人类翱翔于蓝天奠定了基础。而那时中国还处于清朝末年,即便是中国最顶尖的那一批学者也不知道风洞是个什么玩意。

  第一次世界大战催生了风洞的发展,1932年,一座具有时代意义的的风洞在瑞士诞生了,它的气体流速首次超过了音速,这个风洞已能测试炮弹的气动外形了。这时中国终于搞清楚了风洞是一个啥东西,1934年我国在南昌建设了第一台风洞,可惜后来因为战乱损毁,风洞研制就此停滞。

  1956年美国制造出世界最大的跨超音速风洞,可以模拟多种音速环境下的气流情况,能用来研究喷气式飞机、子弹、炮弹和战略洲际导弹的气动外形。

  这时很多风洞还是用电力驱动的,制造困难,尺寸大,而且非常浪费电力,一开启就等于一个小型城市的用电功率,每次使用费特别高。

  这时中国的风洞在钱学森、郭永怀等人的筹划下从头在建。当时太简陋了,风洞的长度和宽度都不过10米,导弹和飞机在研制过程中需要缩小尺寸模型,这样吹出来的气动外形往往不能令人满意。即便是这样,我们也是花了很多人力物力才搞起来,众多大佬对这些风洞一直不满意,毕竟他们在国外见过更厉害的。

  直到上世纪60年代,一位风洞领域的天才出现,我们才逆转了这个颓势,他就是俞鸿儒。

  俞鸿儒在当时还默默无名,但是他师从钱伟长、郭永怀、林同骥等人,这些都是两弹一星元老级别的大师。被他们教出的徒弟,自然也是天赋异禀的。不要看俞鸿儒这一个名字很文雅,他年轻时有个特点,第一是会省钱,第二是胆子大。

  当时国际上风洞领域的研究已确定进入了一个死胡同,利用涡扇制造的风洞已经满足不了超音速飞行器的设计需要,速度还是太慢了。国际上倒是有一个方法,可以翻过这个死胡同的院墙,那就是使用激波管来替换涡扇。

  简单来讲这个激波管就像一门大炮,里面加入可以爆轰的物质,用爆炸后产生的高速冲击波来吹实验飞行器的外形。当时使用的物质主要是氢和氧气,氢的含能高,很适合做这个。

  但是很多国家不愿意用爆轰式的风洞,太危险了,搞不好就把整个实验室给炸了,而且激波产生的气流还极其不稳定,品质很低。

  但是俞鸿儒团队就敢做,而且为了省钱,激波管使用的是铸铁材料,按照当时的国际的惯例,应该用不锈钢激波管,但是价格太高了,要几十万上百万元。但那时国家一穷二白,这个违反常规的操作也是不得已。

  有一次俞鸿儒团队的实验室就炸了,俞鸿儒很自责,钱学森和郭永怀写信安慰,不要紧,房子炸了再建就好,只要人没事就行。

  1963年,在研究JF4A型风洞时,整栋大楼都被炸塌了,俞鸿儒团队面临不小的压力,很多人建议他停下来不要再研究了。但是一帮大佬深知风洞的重要性,还是选支持俞鸿儒。终于在1969年,俞鸿儒团队成功研制了JF8激波风洞,这个风洞吹出了中国的东风-5系列战略洲际导弹,这款导弹也是我国第一个可以攻击到美国本土的导弹。

  当时一个JF8风洞只要8万元造价,同类型的在国外要几千万美元。2012年中国的JF12风洞问世,可以吹出9马赫以上的气流温度高达3000多摄氏度,能够持续100毫秒,美国同类型的只能持续几毫秒。

  2023年我国正式对外公布JF22风洞的存在,这款风洞可以设计30马赫的飞行器,欧美国家只能望风兴叹了。

  现在,96岁的俞鸿儒院士依旧精神矍铄,他出生在动乱的年代,国家积贫积弱,如今中国的导弹是世界上最先进的,世界头号强国也害怕我们,这里面有俞鸿儒院士的功劳,这是俞老先生个人的幸运,也是中国的幸运。

  老一辈科研工作者是真爱国。我父亲是空气动力学教授,搞了几十年科研的经费结余有20万,在当年政策是直接给学校交10%手续费然后给科室同事分点就能自己提现大头。然而父亲拿这笔钱自主设计/建造了一台低湍流风洞,性能指标排同类型风洞世界第二,拿了航空航天部科学技术进步一等奖,国家科学技术进步二等奖。类似的“傻”事其他几个和他同龄的飞机系教授也干过,点赞老一辈航空人。[赞]

  一开启就等于一个小型城市的用电功率,每次使用费特别高。?太不容易了啊

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