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1941年3月14日,中国空军迎来了最惨痛的一天。

这一天,驻成都双流机场的中国空军第五大队突然接到情报,日军轰炸机来犯。

战斗警报拉响,中国飞行员驾驶苏制伊-15-3型双翼机起飞迎敌,并很快在崇庆县上空发现来袭日机。

但因为情报有误,他们并不知道这些轰炸机,还有一个中队的战斗机护航。

以,当中国空军编队发起攻击时,才突然发现,头顶的机翼阴影,已经遮住了太阳的光芒。

零式!

了解军事的都知道,零式战斗机是二战初期绝对的空中霸王。

它是日本空气动力学设计的集大成者,拥有完美的流线型机身,极小的空气阻力,转弯半径极度灵活,爬升速度极快,火力强大,在这个杀戮机器面前,中国空军老旧的双翼机如同活靶子一般。

不出意外,空战变成了一场单方面的的屠杀。

那一战,中国空军被击落8架,另有11架迫降或损毁,第五大队大队长、归国华侨黄新瑞,副大队长岑泽鎏,中队长周灵虚,分队长江东胜,飞行员任贤等8人壮烈牺牲。

在牺牲的烈士中,有一个年仅25岁的年轻人,名叫林恒。

他出身名门,清华大学机械系读书,却在国难当头时投笔从戎,飞上蓝天。

他还有一个很有名的姐姐,叫林徽因。

三年后,林徽因收到了一块被人辗转带来的弟弟座机的残骸。

林徽因摸着那块冰冷扭曲的废铁,放声恸哭,然后写下了那首著名的《哭三弟恒》:

 

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“弟弟,难为你的勇敢,机械的落伍,你的机会太惨!”

林徽因虽不是军工专业出身,但眼光很准,一眼就看到了问题所在:机械的落伍。

日本的零式战斗机之所以有碾压级的机动性,是因为三菱重工在研制它时,在横须贺追浜空技厂的全尺寸低速风洞里,进行了无数次的空气动力学吹风试验。

日本人摸透了风的规律,造出了最快的战斗机。

而那时的中国,连航空工业都没有,更别提风洞了。

物理世界就是这么残酷,血肉之躯再勇敢,也改变不了空气动力。

这场空战,成了那一代中国人心中最深的梦魇,它告诉所有中国人,一个国家如果不懂得如何驾驭风,它的子弟就只能在天空中任人宰割。

要想打碎这个梦魇,中国人就要先建立自己的航空工业,而建立航空工业,就必须拥有中国人自己的风洞。

于是,历史的重任,落在了大洋彼岸的一群中国天才身上。

1

风洞,到底是个什么东西?

它是一个国家航空航天工业的基石。

我们都知道,飞行器要在天空中以极高的速度飞行,空气对它产生的阻力、升力、摩擦高温等因素,都需要在设计之初考虑周全。

但问题在于,你不可能拍脑袋就造出一架真飞机,让人飞上天去试错,那飞行员不就成了大冤种吗?

所以,设计师们想出了一个聪明的办法:既然物体在空气中运动受到的力,和空气以相同的速度流过物体受到的力是一样的,那么,只要我们把等比例的飞行器模型固定在一个巨大管子里,然后人工制造出高速气流,对着模型“吹风”,不就能在地面上模拟出飞行的真实状态了吗?

这个管子,就叫风洞。

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在航空航天领域有一句话:“一代风洞,一代飞行器。”

所有先进的战机、洲际导弹、飞船,都不是单纯在图纸上画出来的,而是在风洞里成千上万次“吹”出来的。

想当年,美国研制B-52轰炸机,在风洞里吹了足足10000个小时,后来研制航天飞机,风洞试验时间直接飙升到了惊人的100000个小时。

风洞,就是衡量一个国家制空权和国防实力的绝对指标,谁掌握了最快的风,谁就统治了天空。

但是,对于一穷二白的中国来说,我们连一丝风都留不住。

1934年,正是林恒考入清华大学那一年,他的师兄们在极度艰苦的条件下,自行设计并建成了中国第一座低速风洞。

他们满怀希望地以为,只要有了风洞,中国就能造出自己的先进飞机,中国的领空就能守住。

然而1937年,七七事变爆发,日军长驱直入,占领北平后,清华园被日军占为兵营与伤兵医院,风洞主体被日军彻底拆解运走,下落不明,战后也未归还。

清华的学生们心里滴血,但不服输。

他们在战火中一路南迁,1937年底,他们在江西南昌的荒地上,又奇迹般地筹建了一座直径达15英尺(约4.5米)的大型风洞。

 

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这座风洞规模之大,甚至惊动了世界著名的空气动力学大师冯·卡门(钱学森的导师)。

冯·卡门受邀参观后深受震撼,他评价道:“这是世界上最大的航空风洞之一,比我们加州理工的还要大50%!”

眼看中国的航空工业就要在这座风洞破茧而出,但现实,再次给了中国人致命一击。

1938年3月,日军空袭南昌,风洞主体中弹,这座曾让冯·卡门惊叹的巨大风洞,在冲天的烈火中化为齑粉。

日本人的战略意图很明确,就是要彻底抹杀中国发展空气动力学的任何一丝可能性。

没有风洞,你永远造不出好的飞机,所以你的飞行员,只能一代又一代地死在我们的机炮下。

就这样,中国的风洞,沉寂了20多年。

直到两个男人的归来,中国风洞,才真正迎来转机。

1955年,那个“抵得上五个师”的男人,终究还是跨过了太平洋。

钱学森回来了,钱学森是空气动力学大师级的人物,他回来了,中国的风洞,就有希望了。

但问题在于,钱学森太忙了,他要当中科院力学所所长,要当国防部五院院长,要当十二年科技规划综合组组长,还要当全国政协第二届委员,以及国际自动控制联合会第一届常务理事,而且他还有一项重要任务,就是根据苏联提供的P1导弹,仿制出中国的东风导弹。

这么多活,钱学森哪有时间静下心来搞风洞啊!

他需要一个顶级的助手,于是,他想起了还在美国康奈尔大学任教的师弟——郭永怀。

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郭永怀的天才程度,一点也不在钱学森之下,举个例子大家就明白了。

我们都知道一个词叫“音障”,当飞机速度接近音速时,会产生强烈的激波,导致飞机失去控制,甚至在凌空解体,机毁人亡。

西方科学界一度悲观地认为,音速是一堵不可逾越的物理之墙。

但是,1945年,郭永怀拿出了一篇震惊世界的论文《跨声速流动的不连续解》,在人类历史上第一次从理论上算出了突破音障的数学解。

两年后,美国人正是拿着郭永怀的理论,造出了人类第一架超音速飞机,捅破了这层天花板。

如果郭永怀留在美国,诺贝尔奖级别的荣誉和无尽的财富几乎是唾手可得。

但郭永怀却说:“我作为一个中国人,有责任回到祖国,和祖国人民一道,共同建设我们美丽的山河。”

在1950年,郭永怀准备回国,但美国严禁中国顶尖科学家离境(当时钱学森已被软禁),郭永怀选择不签美国保密协议、不碰机密项目、不入美籍,为的就是保留随时走人的权利。

1955年10月,钱学森终于能够回国,两人约定:钱先走,郭随后。

但是回国,也不是那么容易的,钱学森回国时被没收800kg资料,郭永怀知道,自己如果回国,绝对带不走任何文稿,所以在准备归国前的送行篝火晚会上,郭永怀做出了一个让所有在场美国人震惊的举动——

他把自己十几年来积累的、没有公开发表过的所有论文,全部扔进了篝火里。

夫人李佩在一旁看得心疼,急忙劝阻:“何必烧掉?留下回国还有用啊。”

郭永怀望着跳动的火苗,目光坚决而平静:“没关系,都在我的脑子里。”

这一把火,烧出了中国知识分子的铁骨,也烧亮了中国风洞事业的黎明。

1956年9月30日,郭永怀携夫人李佩、女儿郭晴,登上克利夫兰总统号邮轮,前往中国。

 

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有意思的是,钱学森当年回国时,坐的也是同一条船。

回国后,周恩来总理亲自接见郭永怀,问他有什么要求,郭永怀只有一句话:“我想尽快开始工作。”

很快,郭永怀被任命为中国科学院力学研究所常务副所长(钱学森的副手),开始为中国风洞勾画最初的蓝图。

然而,钱学森、郭永怀和苏联专家,很快就产生了分歧。

苏联专家认为,我们都把苏联AT-1三声速风洞全套图纸都给你们了,足够涵盖亚、跨、超三个阶段了,你们照着抄就行了。

可是,钱学森却认为,哪怕超音速风洞,也不能完全满足中国的需求。

钱学森看得很清楚,未来的战争,是导弹的战争。当导弹以高倍音速重返大气层时,普通的风洞根本模拟不出那种极端的摩擦高温。

要搞,就不能满足于那种风扇式风洞,必须直接瞄准未来,搞高超声速风洞!

说个冷知识,现在国际通用的高超声速Hypersonic这个概念,其实就是钱学森提出的。

但问题在于,搞高超声速风洞,中国完全没这个条件啊!

美国人搞的是“连续式风洞”,建庞大的厂房,用巨型压气机疯狂压缩空气,这种风洞吹出来的时间长、数据准,但造价动辄几千万甚至上亿美元,耗电量惊人,运行一次的电费顶得上一个中等城市一天的用电量。

而当时的中国,连老百姓家里的电灯泡都保证不了供电,去哪弄那么多电?

钱学森和郭永怀研究了很久,搞出来一个邪修路子:激波管组!

啥叫激波管组?

说起来也很简单,就是在一个大铁管子里,一边放高压气体,一边放低压气体,中间用膜片隔开。

这样一来,只要瞬间捅破膜片,高压气体猛烈膨胀,就会形成一道极其短暂的超高速“激波”吹过模型。

这种方法省钱、省电,但有一个致命缺点:风吹过的时间太短了,只能维持几毫秒甚至零点几毫秒。

要在这么短的时间内抓取空气动力学数据,非常非常难。

可是没办法,谁让中国没钱呢?

1958年,中科院力学研究所成立了“激波管项目组”。

让所有人大跌眼镜的是,郭永怀放着所里那么多从海外归来的大牌专家不用,偏偏指定了一个刚刚考入研究所才10个月的30岁研究生,来当这个组的组长。

这个研究生,名叫俞鸿儒。

2

郭永怀为什么选俞鸿儒?

因为在郭永怀眼里,俞鸿儒是个奇才。

他大学在同济读的是数学,后来又到大连理工读了机械,毕业后留校当了几年助教,属于那种不仅懂理论,也能实干的科学家。

而搞风洞,需要的就是这种能算偏微分方程,也能挽起袖子在车床边焊管子工程悍将。

 

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俞鸿儒

上任那天,郭永怀把俞鸿儒叫到办公室,语重心长地交代了两条底线:

第一,我们国家穷,你们绝对不可能也不应该照葫芦画瓢去模仿外国,一定要走一条适合中国国情的路子。

第二,给你10年,这期间不要总结、不要汇报,你爱怎么干怎么干,出了问题有我和钱学森兜底,但千万注意安全,防止人身伤亡。

俞鸿儒接下任务,但很快就遇到了天大的难题:怎么产生足够强的高压?

用压气机,的确可以,但问题在于,压气机同样也要耗电啊,而且对材料的要求极高。

俞鸿儒看了看可怜的项目资金,做出了一个极其疯狂的决定:

氢氧燃烧驱动!

说直白点,就是在管子里点燃氢氧混合气体,直接引发剧烈燃烧,用燃烧产生的气体膨胀来当“风”。

这个想法一出,力学所里一片哗然。

这太危险了!氢氧燃烧极难控制,稍有不慎,管子炸裂,整个实验室连同里面的人都会被送走。

但俞鸿儒别无选择,这是唯一的、最便宜的、能产生超高声速气流的办法。

于是,在20世纪50年代末的力学所里,动不动就是一声巨响,连所里后勤养的鸡都被吓死了不少。

一开始,由于对氢氧燃烧的控制不成熟,激波管经常被炸得四分五裂。

最惨烈的一次,巨大的爆炸直接把实验室的屋顶给掀了!

俞鸿儒灰头土脸地站在废墟里,心想:完了,这下彻底闯大祸了。

很快,郭永怀赶到了现场,看着满地狼藉和被掀飞的屋顶,郭永怀不仅没有发火,反而拍了拍俞鸿儒的肩膀:“房子炸掉了可以再盖,但不弄清楚爆炸原因,就不能更好地预防。去吧,继续干。”

随后,力学所连夜送来水泥,把炸飞的屋顶补上。

这种护犊子式的信任,给了俞鸿儒足够的底气。

他总结经验,每次做实验前,都让同事躲得远远的,自己则像个工兵一样,一次次在爆炸的边缘疯狂试探。

在一次次的反复试错和爆炸复盘中,1958年,俞鸿儒团队奇迹般地“炸”出了我国第一代激波管,然后又成功搞出了中国第一个超音速激波风洞JF-4。

 

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1964年,俞鸿儒决定向更高难度的目标发起冲击——建造看齐国际水平的激波风洞JF-8,设计目标6-12马赫。

当郭永怀第一次看到JF-8的设计图时,一反常态地发了脾气。

他太知道这东西有多费钱了,此前北京大学也搞过一个风洞,个头比JF-8小得多,性能也弱不少,光加工费就花了80万元。

而眼前这个激波管比北大那个大很多,力学所去哪弄这么多钱?

但俞鸿儒拍了胸脯,绝对不会花太多钱!

他带着团队跑遍全国,到处去废品站淘旧钢材,利用废置设备,死皮赖脸地找厂子帮忙加工,甚至把合金管子都换成了符合要求的铸铁管子。

当JF-8的全部完工时,俞鸿儒向郭永怀报账,总共花了8万元!

 

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郭永怀看着账单,久久说不出话来,他当年看中的人,真的在荒漠里给他开出了一朵惊天动地的花。

JF-8竣工时,中国第一颗原子弹已经爆炸成功,东风-2甲核导弹正在紧锣密鼓研发,无论是俞鸿儒还是郭永怀,都信心满满,认为有了JF-8,东风-3、东风-4的研发进程一定会大大加快,让中国尽快建立真正的战略核威慑。

但是,1968年,时代的一粒灰,终究还是落在了俞鸿儒的头上。

11月,40岁的俞鸿儒被免去激波管组组长职务,勒令不许参加业务活动,听候审查。

但上天似乎觉得给他的磨难还不够。

仅仅一个月后,1968年12月5日,中国两弹一星工程,迎来了最暗的一天。

一架从青海核试验基地飞来的伊尔-14型民航客机,正在夜色中准备降落,但就在飞机距离地面还有400米时,飞机突然失控,一头扎到了机场外的玉米地里。

一团巨大的火球腾空而起,灼耀了半边寒夜。

十几名乘客几乎全员遇难,尸体被高温烈火烧成了黑炭,面目全非。

但在清理残骸时,搜救人员吃惊地发现,有两具烧焦的遗体紧紧地抱在一起。当人们流着泪,用力将这两具早已僵硬的遗体分开时,他们惊讶地发现——

在他们紧紧贴合的胸部中间,掉出了一个装着绝密文件的公文包,竟然完好无损。

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这两个人,一个是警卫员牟方东,另一个,就是郭永怀。

在生与死的最后十秒钟,郭永怀没有做出防冲击姿势,而是张开双臂,和警卫员死死地护住了那个比他们生命更重要的公文包。

消息传到中央时,总理正在接见外宾,秘书耳语报信,总理脸色大变,站起来,随后痛哭失声,久久说不出话。

而钱学森得知郭永怀遇难的消息,也当场痛哭失声:“人人都说我钱学森抵得上五个师,可没人知道郭永怀抵得上两个我啊!”

就这样,郭永怀成为23位“两弹一星”元勋中唯一一位获得烈士称号的科学家。

22天后,中国第一颗热核武器试验大获成功,爆炸当量300万吨,是广岛原子弹的150倍。

这次成功背后,是用郭永怀用命换来的绝密数据。

而当时,作为被审查对象的俞鸿儒,甚至没有资格第一时间得知郭永怀的消息。

当他辗转听到恩师坠机的噩耗时,这位平时寡言少语的汉子,躲在空荡荡的房间里,嚎啕大哭。

撤职审查的屈辱,加上痛失恩师的悲恸,足以击垮任何一个成年人的心智。

但俞鸿儒没有倒下。

因为郭永怀生前曾对他说过一句话:“你们和你们以后的两三代人,要成为国家力学事业的铺路石。”

俞鸿儒擦干眼泪,强行压制住悲痛,他知道,恩师正在天上看着他,他唯有造出中国最强风洞,才能告慰那缕烈火中的忠魂。

在郑哲敏等老一辈科学家的暗中保护和支持下,俞鸿儒顶着巨大的压力,恢复了工作。

1969年,历时5年,经历了无数次爆炸、屈辱和死别的JF-8激波风洞,终于调试完成,正式运行,一举追平了当时的国际先进水平。

JF-8投入使用,正当其时。

当时,中国的东风五号洲际弹道导弹、返回式人造卫星正进入攻坚阶段,急需大型高超音速风洞进行验证。

如果没有JF-8,这些国之重器的诞生,必然遥遥无期。

当一枚枚导弹和卫星返回舱的模型被放入JF-8,伴随着一声声惊天巨响,中国人的脊梁,终于挺直了。

3

转眼,时间到了80年代。

随着美苏冷战的加剧,国际上掀起了一股发展更高水平的高焓风洞的热潮。

啥叫高焓风洞?

高焓,是指超高总能量气流,不只是快,还包括高温高压的气流。

普通风洞吹出来的风是凉的,所以只模拟高速低温。

但当导弹进入高超声速飞行,空气摩擦会把气体加热到上万度,分子解离、电离、烧蚀材料,物理特性普通风洞完全仿不出来。

而高焓风洞,不仅可以模拟速度,而且可以模拟万度高温+极致高压,完美复刻导弹、飞船太空再入、高超音速飞行的真实极端环境。

但问题在于,高焓风洞怎么建?

要在地面上制造出上万度的高温和十几倍音速的狂风,传统的氢氧燃烧驱动已经到了物理极限,再怎么也上不去了。

怎么办?

以澳大利亚空气动力学大师雷·斯托尔克为首,西方国家摸索出了一条技术路线——自由活塞驱动。

简单来说,用一个吨级的超级金属活塞,在一条长达几十米的重型钢管里,像炮弹一样猛推出去,在一瞬间把前端的气体死死压缩,从而产生极高的温度和压力,最后“砰”地一下释放进风洞。

整个90年代,美国、欧洲、日本纷纷砸下重金,跟风建造“自由活塞”风洞,比如德国的HEG,澳洲的T3/T4,日本的HIEST,都是“自由活塞”路线的产物。

而此时的中国呢?

改革开放初期,百废待兴,我们依然很穷,科研经费更是捉襟见肘,连歼10的总师都要出去卖面条。

造一台自由活塞风洞,无论是极其精密的加工能力、极高强度的特种钢材,还是海量的科研资金,我们都非常困难。

当时,国内的空气动力学界很绝望,有人提议勒紧裤腰带,砸锅卖铁去走西方的“自由活塞”路线(也就是后来的。JF-8A),有的人则提议放弃高超声速研究,先解决吃饭问题。

难道,在这个决定未来高超声速权威的赛道上,中国人连入场券都拿不到吗?

就在这个时候,年近花甲的俞鸿儒站了出来:用“爆轰”来驱动风洞!

过去中国的氢氧燃烧路线,是“爆燃”,冲击波速度比较慢。而爆轰,是让冲击波以几千米每秒的高超音速狂飙突进!

还记得60年代炸穿力学所房顶那次爆炸吗?那就是爆轰!

俞鸿儒提出的方案,把所有人的震惊了,反对的声音铺天盖地。

反对的理由很充分:爆轰驱动的危险性极高,爆炸产生的强烈震波会对实验数据的精准度产生致命干扰,国际上早就判了它的死刑,你俞鸿儒凭什么认为自己能搞成?

面对如潮水般的质疑和孤立,俞鸿儒展现出了与他那温和外表极不相符的狂傲。

他站起身,留下了一句掷地有声的话:

“我不怕反对。没人反对,那可能是平庸的工作。”

但问题是,国内连一台可以用来验证爆轰理

论的实验设备都没有啊。

要想立项拿经费,你必须先证明这玩意儿在物理上是可行的吧?

1988年,60岁的俞鸿儒做出了一个决定——去“借”国外的设备。

他以访问学者的身份,来到了德国亚琛工业大学,找到了当时的国际激波管协会主席、著名学者汉斯·格罗尼格教授。

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格罗尼格教授听完俞鸿儒的“爆轰驱动”构想,第一反应也是不可思议,但他被这位中国老人的执着打动了,同意把实验室借给他用。

在异国他乡的实验室里,一个已经满头白发的中国老头,像个刚入行的学徒一样,没日没夜地接管子、配气体、看数据。

为了节省时间,他连吃饭都是啃几口干面包。

最终,他在极其有限的访问期限内,成功利用氢氧爆轰,产生出了完美的超高压和极高温度的气流,而且没有把管子炸烂!

凭借着这份借鸡生蛋搞出来的数据,俞鸿儒昂首挺胸地回到了祖国,争取到了极其宝贵的“863”计划科研基金,立项了JF-10爆轰驱动高焓激波风洞。

但问题在于,拿到钱,建好管子,你以为JF-10就大功告成了吗?

没那么简单。

当俞鸿儒带用JF-10开始点火吹风时,一个幽灵出现了。

泰勒波。

什么意思呢?当你点燃爆轰气体时,爆轰波确实会以极高的速度向前狂奔,产生完美的高温高压气体。

但是,在爆轰波向前猛冲的同时,它的尾部会紧接着产生一股强大的“膨胀波”(也就是泰勒波)。

这股泰勒波会死死咬在爆轰波的屁股后面,它所过之处,气流的压力和温度会发生断崖式下跌。

这就导致了一个致命的后果,在风洞试验段里,气流仅仅平稳了不到1毫秒(千分之一秒),紧接着就被泰勒波彻底搅乱了!

1毫秒能干什么?飞行器模型的传感器还没反应过来,风就乱了!

而在西方的“自由活塞”风洞里,平稳的试验时间可以达到几十毫秒。

嘲笑声再次回荡在力学所的走廊里:“我们早说过爆轰驱动是死路一条,现在后悔了吧?”

那段日子,是俞鸿儒一生中最黑暗的时光。

巨大的压力像山一样压在这位六十多岁的老人身上,国家在极度困难的条件下拨了专款,年轻人把青春砸在了这个实验室里,如果爆轰驱动最终被证明在工程上毫无用处,他俞鸿儒就是整个中国空气动力学界的千古罪人。

无数个深夜,俞鸿儒把自己关在满是图纸的办公室里,盯着黑板上复杂的流体力学公式,一根接一根地抽烟,直到满地都是烟头。

有时候啊,历史是在一个瞬间改变的。

一天晚上,俞鸿儒脑海里突然闪过一道闪电。

常规的思维是,爆轰管的一端是铁墙,另一端是通向风洞的膜片。我们在铁墙那一端点火,爆炸把气体推向膜片,冲破膜片进入风洞,泰勒波就会跟在后面追。

如果⋯⋯如果我不从铁墙那一端点火呢?

如果,我从膜片这一端点火,让爆轰波朝着铁墙的方向(反方向)炸呢?!

当俞鸿儒颤抖着手,把这个反向点火的模型套入流体力学公式进行推演时,一个完善的理论模型出现了:

当从膜片处反向点火时,爆轰波会猛烈地撞向背后的铁墙,然后瞬间产生极其强大的“反射激波”,而这股反射波向风洞冲去的速

度,竟然比那个讨厌的泰勒波要快!

反射波会直接追上并吞噬掉泰勒波,将原本断崖下跌的压力强行拉平!

“就是它!就是它!”俞鸿儒扔下粉笔,像个孩子一样在实验室里大喊大叫。

这就像大禹治水,既然堵不住泰勒波,那就用另一股更强的波去抵消它!

没有任何犹豫,团队立刻对。JF-10风洞进行了“反向爆轰驱动”的疯狂改装。

再次清场,所有人屏住呼吸,紧盯屏幕。

点火!

伴随着实验室大地的剧烈震颤,一股无比纯净、没有任何泰勒波干扰的高温高压气流,咆哮着冲入试验段。

当传感器的数据输出一条平直得让人想哭的压力曲线时,整个实验室爆发出掀翻屋顶的欢呼声和痛哭声。

几十毫秒的完美平稳气流!

成了!中国人成了!西方学界震惊了!

中国人用一根看起来极其简陋的管子和几瓶氢氧气体,就吹出了比西方更干净、更高马赫数的气流!

西方的自由活塞风洞在每次试验后,还需要漫长的机械复位和维修,而JF-10,只要重新充气换张膜,几十分钟后就能进行下一次试验,效率吊打西方!

就连曾经傲慢的美国风洞专家,都忍不住摇头惊叹:“在爆轰驱动领域,你们中国人站在了世界的最顶端。”

然后,美国彻底抛弃了自由活塞路线,抄了中国的作业,搞出了美国版的爆轰风洞HYPLUS,当然,这是后话了。

1998年,世界上第一座、也是当时唯一一座“爆轰驱动高焓激波风洞”——JF-10,正式投入运行!

 

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那一年,俞鸿儒正好70岁。

从28岁跟着郭永怀研究激波管,到70岁亲手打造出震惊世界的JF-10,他用四十二年的岁月,把自己的满头黑发熬成了白霜,把不起眼的铁管子,玩成了世界第一。

2024年,俞鸿儒荣获感动中国人物,颁奖词是这么写的:

“前辈布下的奇子,蛰伏深空的巨龙。

做别人不敢做的,做别人做不成的。

他独辟蹊径,一往无前。

拨开科学的雾,荡去岁月的尘,我们看到一位科学家,黄金般的心。”。

 

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4

时间跨入21世纪,冷战的硝烟刚刚散去,一场新的技术竞赛,已经悄然打响。

2003年,美国国防部提出了一个战略-“常规快速全球打击”(CPGS)计划。

这个计划的核心是,要研制一种高超声速滑翔飞行器,这个飞行器被火箭送入大气层边缘,然后像打水漂一样,以20倍音速在几万米高空滑翔,然后穿透所有防空网,一击必杀。

这个计划,和美国NMD导弹防御计划是配套的。

说白了,美国人就是想利用自己的技术优势,重新回到那种“我能打到你,你打不到我‘‘的状态,彻底改变世界核威慑格局。

一把冰冷的剑,再次悬在了中国人的头顶。

当时的中国,虽然有了JF-10,但说到底,它仍然只是一个“实验室级别”的验证型风洞。

它的管径太小了,只能吹一些几十厘米长的微缩模型。

 

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但问题在于,空气动力学中有一个尺度效应,小模型在风洞里吹出来的数据是完美的,但放大到真实尺寸后,气流的摩擦、热量和湍流会发生极其复杂的非线性改变。

如果不能在风洞里吹全尺寸或者大比例模型,很难得到真实的数据。

俞鸿儒知道,要吹出未来的空天战机和超高音速导弹,管子还要造得更大、吹得更猛。

而他,已经太老了。

这时候,一个年轻人,进入了俞鸿儒的视线。

他叫姜宗林。

当时的姜宗林,正处于一个科研工作者的黄金时代。

他在日本东北大学担任客座研究员,专注于激波动力学研究,凭借着极其敏锐的科研嗅觉和扎实的理论功底,他在国际顶尖期刊上频频发表重磅论文,早就是国际激波界声名鹊起的青年科学家。

日本方面给他开出了极为优厚的待遇,科研经费充足,实验设备世界顶尖。

用世俗的眼光看,留在日本或者去美国,姜宗林将拥有一个无可限量、名利双收的下半生。

但俞鸿儒只给姜宗林写了一封信,姜宗林就毅然回国,就如同当年的郭永怀一般。

姜宗林后来回忆说:“我是国家培养出来的,我的根在中国。俞先生召唤我,国家需要我,我没有理由不回来。”

1999年,姜宗林通过中国科学院“百人计划”回国,踏进了中科院力学研究所。

当姜宗林推开力学所那扇略显斑驳的大门时,迎面看到的,是矗立在院子里的郭永怀半身铜像。

那天,俞鸿儒紧紧握住姜宗林的手。

没有隆重的欢迎仪式,没有高官厚禄的许诺,有的只是老一辈科学家眼中殷切的期盼,以及一大摞关于下一代风洞的初步构想草图。

两代中国风洞人,完成了跨越世纪的接力。

2008年,国家重大科研仪器设备研制专项正式立项,姜宗林向国家交出了一份惊世骇俗的设计图——JF-12复现高超声速飞行条件激波风洞。

所有人都惊了。

JF-10,不过十几米长,风洞口径不过0.5米。

JF-12呢?全长高达265米、重达1000吨!直径达到了惊人的1.5米,可以容纳大比例甚至真实尺寸的导弹模型!

luke这已经不是放大尺寸那么简单了,而是要驾驭过去几十倍的爆炸威力,还要让这股狂躁的爆轰波,在管道里乖乖地、均匀地、平稳地推进,这需要从引爆到结构、从激波到管路、从膜片到法兰,全部推倒重新设计!

这太难了,这根本不是传承,这是推倒重来了!

但姜宗林不管那么多,他知道,我们的洲际导弹需要突防,我们的国家安全面临着巨大的现实威胁,不管有多难,都要把路走通!

为了产生持续的高超声速纯净气流,姜宗林创造性地提出了“双向激波宽波段爆轰驱动”技术。

简单来说,就是在管道内部,极其精密地控制氢氧爆炸的波序,让正向和反向的爆轰波在交汇、反射中,形成一道长达百米、温度均匀、速度极高的超强风束。

结构设计好了,还要制造,他需要的特种合金钢管,不仅要能承受瞬间产生的上万度高温,还要能抗住一万个大气压的爆炸冲击。

还好,当时的中国工业,已经不像建国初期那样一穷二白,各个重型机械厂被紧急动员起来,几十个车间日夜不熄火,像拼积木一样,把这头钢铁巨兽一寸一寸地焊在了力学所的实验室里。

2012年,JF-12风洞迎来了第一次点火试车。

 

luke

在厚重的防爆墙后,白发苍苍的俞鸿儒来了,满眼血丝的姜宗林和他的团队站在控制台前,手心里全是冷汗。

成败,在此一举。如果失败,那几年的心血、国家的巨额投资,以及力学所三代人的名誉,都将随着一声爆炸化为乌有。

轰——!

随着一声咆哮,一股极其狂暴、温度高达几千度的高超声速气流,以雷霆万钧之势冲入了试验段!

气流平稳,没有爆炸,管体完好!

但是,所有人最关心的是:这股风,能维持多久?

在高超声速时代,速度其实已经不再是评价风洞优劣的唯一标准,维持高超声速平稳气流的时间长短,成了更为关键的指标。

西方国家的风洞,还停留在30毫秒的水平。

而JF-12呢?130毫秒!

整整130毫秒的平稳、纯净、马赫数高达5-9的超高音速气流!

全场爆发出了掀翻屋顶的欢呼声和掌声,姜宗林紧紧握住已经84岁高龄的俞鸿儒的手,激动得说不出话来。

JF-12,成功了!

这是人类历史上第一座实现复现高超声速飞行条件的大型风洞。

它的吹风时间是世界最高水平的4倍以上,这意味着在这130毫秒里,不仅完成表面热化学反应和配平攻角测试,甚至有足够的时间进行发动机点火、舱门分离等极其复杂的动态试验!

那一天,几代风洞人抱头痛哭。

只是遗憾,郭永怀不在现场。

如果他在现场,应该也会露出欣慰的笑容吧,他的徒子徒孙们,终于为中国铸造了一把天下无双的利剑。

随着JF-12的投入使用,中国的高超音速武器迎来了井喷式的发展,从东风17到鹰击21再到惊雷1,都在JF-12风洞中经过了千百次的吹风才最终定型的。

然而,科技竞赛如同逆水行舟,不进则退。

JF-12能复现5-9马赫的飞行条件,这对于大气层内的导弹和高超音速飞机来说足够了。

但是,如果我们要造能够直接飞出大气层、甚至在太空和地球之间自由穿梭的“白帝战机”呢?如果我们要搞载人登月返回舱以极高速度再入大气层呢?

那需要10马赫、20马赫,甚至是惊人的30马赫!

在30马赫的极速下,空气将被剧烈压缩,温度会飙升到10000度以上!

这个时候的空气,分子会被生生撕裂,甚至发生电离,变成极其复杂的“等离子体”。

在这个领域,无论是理论还是实验设备,全人类都是一片空白。

美国人当年搞出的HTV-2高超音速飞行器计划为啥失败那么多次?就是因为他们模拟不出20马赫的高温电离环境。

但是,美国人搞不定,不意味着中国人搞不定。

2018年,力学所下一代超高速风洞——JF-22,正式立项。

 

luke

如果说JF-12是国之重器,那JF-22就是真正意义上的外星科技。

它的性能恐怖到什么地步?

JF-22驱动功率相比JF12风洞暴涨4倍,达到惊人的15000兆瓦,功率直逼三峡大坝装机总功率(22000兆瓦),气流温度高达18000度!总压达到10000个大气压!

它吹出的流场直径高达2.5米,这意味着可以放更大的飞行器模型,甚至像东风-17这种级别的弹头,连缩比模型都不用做了,直接把导弹塞进去吹就行了!

更关键的是,它的最高模拟速度达到了丧心病狂的30马赫!

30马赫是什么概念?在这个速度下,从北京飞到纽约,只需要不到20分钟!

这已经超出了常规导弹的范畴,这是为中国下一代天地往返飞行器、高超音速飞机、高超音速飞行器打造的一个孕育摇篮!

2023年,JF-22超高速风洞正式通过国家验收,投入运行。

从JF-12到JF-22,一中一高,如同两座巍峨的灯塔,照亮了中国人在苍穹之上的绝对主场。

5

风,是这个星球上最自由,也是最狂暴的力量。

千百年来,多少个像中国这样的古老文明,曾在风中拔地而起,又在风中被吹散成泥。

我们刚刚围观过的伊朗战争告诉我们,掌握不了风的国家,就没有制空权,就像是没有

屋顶的草屋,任何一阵狂风骤雨,都能让这个国家变成一片废墟。

要驯服风,代价是什么?

是有人在坠落前的生死十秒钟,把国家的绝密文件死死夹在胸前,用两具烧焦的血肉之躯,硬生生替共和国挡住了死神的掠夺。

是有人在四面漏风的破旧砖房里,把每一次剧烈爆炸,当成了最悦耳的交响,在国际社会的冷眼与嘲笑声中,熬干了青春。

是有人放弃了异国他乡的绿地别墅和鲜花掌声,在没日没夜的图纸与计算中,把一头乌黑的头发熬成了满头白雪,只为了把中国人的名字,刻在人类航空史的最高殿堂。

为什么?

难道仅仅是为了宣泄一种复仇的快感吗?

不,当你闭上眼睛,回想起一百年前,那些在侵略者的轰炸机下四散奔逃、哭喊着倒在血泊与焦土中的同胞,你就会懂中国知识分子内心最深处的痛楚与执念。

一个曾在长空之下丧失尊严、被坚船利炮几乎逼到亡国灭种边缘的民族,比这个世界上任何一个人,都更渴望拥有一双可以御风而行的钢铁翅膀。

他们其实不懂什么权谋博弈,他们只是太爱这个历经沧桑的国家,爱到舍不得让她再受一点点委屈。

两千多年前,汉高祖刘邦在平定天下后,曾击筑而歌:“大风起兮云飞扬,威加海内兮归故乡,安得猛士兮守四方!”

两千多年后,在这个名为伟大复兴的漫漫征程里,中国其实从来就没有什么等风来的好运气。

所有的逆风翻盘,都是因为有人在深渊里,

劈柴生火,逆天改命。

原来,这九万里的长空,本没有风。

是他们燃尽了自己,活成了那阵风。

谨以此文,献给所有为中国航空航天事业默默奉献的,驭风者。


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