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科研人員在高頻等離子體風洞試驗現場研究課題。 |
中國空氣動力研究與發(fā)展中心科研創(chuàng)新群體,幾十年如一日,積極履行空氣動力事業(yè)“國家隊”的神圣使命,創(chuàng)新驅動、融通軍民,為我國從大國向強國邁進提供了有力支撐。
他們自主設計建成世界級風洞群,成功構建起風洞試驗、數值計算、模型飛行試驗“三大手段”齊備的世界一流空氣動力試驗研究能力體系。
我國幾乎所有的飛機、導彈、飛船等航空航天飛行器,都在中心進行過空氣動力試驗研究;中心在幾乎所有涉及空氣動力學的國家重大研究計劃和工程中,發(fā)揮了重要作用。
迎難而上,構建世界一流氣動試驗體系
空氣動力學,被譽為發(fā)展航空航天飛行器的“先行官”。
飛機設計成什么樣子噪聲才能更低,乘坐更舒適?汽車的外形設計成什么樣子,風阻系數才能更小更省油?甚至連競速自行車與運動員的構型設計、大跨度橋梁怎么設計、城市大樓如何布局,都要經過空氣動力學試驗,拿出科學數據。
上世紀60年代,為打破西方封鎖遏制,自主發(fā)展我國“兩彈一星”和航空航天事業(yè),老一輩國家領導人,做出了整合力量、集中建設我國國家級空氣動力研究機構的戰(zhàn)略決策。
由錢學森、郭永懷親自規(guī)劃,聶榮臻親自推動,毛主席親自批準,中國空氣動力研究與發(fā)展中心于1968年組建,數千名科技干部、建設者放棄大城市的良好生活工作條件,義無反顧從祖國四面八方來到川西北。
他們胸懷氣動報國的豪情壯志、肩扛民族復興的使命擔當,在亂石荒灘上白手起家、艱苦創(chuàng)業(yè),無私奉獻、不懈攀登,獨立自主建成了讓國人自豪、世界矚目的亞洲最大風洞群,使我國空氣動力技術走向蓬勃發(fā)展,滿足了武器裝備研制和經濟建設需求。
建設科研試驗新區(qū),既是挑戰(zhàn)更是契機
2008年5月12日,汶川大地震使中心科研試驗設施遭受重創(chuàng),風洞群停止轟鳴。為滿足國家空氣動力事業(yè)長遠發(fā)展需要,國務院、中央軍委作出建設科研試驗新區(qū)的重大戰(zhàn)略決策。
整合式搬遷、提升式建設,在氣動人眼里,既是一次挑戰(zhàn)更是一次新的發(fā)展契機。新區(qū)建設涉及多系統(tǒng)攻關,需突破數百項關鍵技術,填補眾多領域的國內空白,很多設備的指標要求突破國內制造業(yè)極限,時間之緊、任務之重、難度之大,在世界風洞建設史上前所未有。全體科研人員直面挑戰(zhàn),充分發(fā)揚“無私奉獻、不懈攀登”的風雷精神和“5+2”“白加黑”的“不休息”精神,瞄準世界一流目標,高起點規(guī)劃、高標準建設、高效率管控。
歷時4年半,1600多個日日夜夜,20多座風洞設備和全部配套設施建設如期完成,整體性能邁入世界先進行列,樹立起國防科研工程建設的又一座豐碑!
某大功率電弧風洞是考核飛行器防熱性能、突破飛行熱障的最主要地面試驗設施,技術含量極高、建設難度極大,從開工到建成僅用時22個月,創(chuàng)造了風洞建設史上新的紀錄。風洞總設計師陳德江帶領科研人員,先后攻克了電源系統(tǒng)、加熱器多個關鍵技術難題,部分技術指標達到世界先進水平。
冰花,晶瑩剔透、純潔美麗,卻是飛行器的潛在殺手。因為沒有自己的結冰風洞,我國飛行器研制工作被迫進行調整,甚至不得不冒險在自然結冰氣象條件下試飛……面對國外技術封鎖、國內缺乏技術儲備的局面,氣動人針對我國航空工業(yè)對結冰風洞的迫切需求,開始了新一次的艱難探索。
年逾七旬的風洞設計專家、“科技創(chuàng)新模范”劉政崇帶領設計團隊從零起步,歷經1000多個日日夜夜,攻克了制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和高度模擬系統(tǒng)等多個關鍵技術難題。
2013年10月,均勻的水霧從上千個噴嘴中噴涌而出,溫度曲線不斷下降,從20℃到0℃,再到零下20℃、30℃……試驗模型上的冰凌從無到有,慢慢變白、變厚,試驗大廳里掌聲如潮水般響起,我國首座多功能結冰風洞首次驗證性試驗取得圓滿成功。參試科研人員望著“中國風”吹出的“中國冰”,不禁熱淚盈眶……
提升中國風洞綜合試驗能力,躋身先進行列
風洞背景噪聲越低,氣動噪聲測量數據就越精準。
風洞設計專家廖達雄帶領科研人員突破了開口風洞低頻脈動壓力等難題,更把試驗段背景噪聲等級控制到同類風洞世界先進水平。
這座風洞立項論證時,氣動人對氣動噪聲測量技術的深入系統(tǒng)研究也隨之啟動。陳鵬博士和他的團隊從理論研究入手,分析論證噪聲測量方法,通過對麥克風陣列布局和噪聲數據算法進行反復優(yōu)化,有效提高了噪聲源空間分辨率和測量精度。
綜合運用風洞試驗、數值計算、模型飛行試驗,是著名科學家錢學森當年對我國空氣動力試驗研究體系作出的戰(zhàn)略規(guī)劃,也是氣動人孜孜以求的夙愿。
上世紀70年代末,中心在國內最早創(chuàng)造性運用數值計算方法開展空氣動力學研究,直接促成了我國計算空氣動力學起步發(fā)展。如今,中心已成為我國數值計算領域當之無愧的領頭雁。特別是“十二五”以來,從萬億次/秒到百萬億次/秒、再到千萬億次/秒量級,短短幾年,中心數值模擬計算能力實現了“連級跳”的飛躍。他們以先進的硬件計算能力為基礎,創(chuàng)造性地建立了中國人自己的數值計算方法,并形成一系列具有完全自主知識產權的專業(yè)計算軟件,自主發(fā)展了“風雷”品牌計算軟件,一舉打破了國外商業(yè)軟件多年來的行業(yè)壟斷,中國氣動人為之揚眉吐氣。
伴隨著我國飛行器研制從跟蹤仿制向自主創(chuàng)新轉變,迫切需要大量的真實飛行環(huán)境驗證試驗。中心組建了一支專門研究團隊,積極開展重大技術攻關。從模型的設計加工、飛行控制系統(tǒng)的研發(fā),到系統(tǒng)安裝調試以及最后進行試驗,每一環(huán)節(jié)都有大量技術難點。為此,從事模飛事業(yè)近10年的青年專家張利輝和他的團隊,付出艱辛的探索和努力,保證了每個部件、每個系統(tǒng)、每個模型都是精品。他們自主設計建設模型飛行試驗基礎平臺,成功破解了總體設計、飛行控制、飛行仿真等關鍵技術難題。喜訊接踵而至:某戰(zhàn)機模型首次飛行試驗取得圓滿成功,國內首次帶動力失速/尾旋模型飛行試驗成功完成!
戈壁深處,滴水成冰,中心組織的我國首次以空氣動力學基礎問題研究為目的的航天模型飛行試驗圓滿成功,標志著中心正式構建了一整套模型飛行試驗體系,形成了完整的航空航天模型飛行試驗能力。
《 人民日報 》( 2016年06月28日 06 版)