俞鸿儒在会议上发言
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前言风洞是研制各种飞行器最基础的科研平台,它可以安全有效的模拟各种各样的飞行实验。
随着科技的发展,对于飞行器的速度也有了更高的要求,而对风洞的测试环境自然也是有了更高的要求。
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不过它建造起来并不是那么简单的,其中我国的超高速风洞则是钱学森和郭永怀的学生俞鸿儒,是通过爆炸给“炸出来”的。
但却是引发了美国和俄罗斯的羡慕。
那么让别国羡慕的风洞到底是怎么炸出来的呢?
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风洞发展史风洞的最早出现是在19世纪70年代,那是由英国人韦纳姆建造的。
不过当时他设计风洞初衷只是将它用来进行测量物体在空中的运动阻力。
而真正将风洞应用于航空领域的,是飞机的发明者莱特兄弟。
信息来源:解放军报2022年3月1日关于“探 寻 一 股 神 秘 的“ 风 ””的报道
以当时的科研水平,人们在飞机设计理论方面已经是非常成熟了,但人们却不敢轻易的尝试。
毕竟飞机是要飞到高空上的,稍不小心就可能会机毁人亡了。
在这样的情况下, 莱特兄弟就想到了韦纳姆的风洞。
莱特兄弟制作的风洞模型(复制品)
于是他们就建造了一个极其简单的风洞,看起来跟一个有两端开口的大木箱差不多。
但在双缸煤气机的作用下,将飞机的模型测试了上千次的莱特兄弟成功获取了一套科学数据。
最终他们成功将飞机送上了蓝天。
莱特兄弟与飞机发明
从那之后,人们也开始意识到了风洞的重要性。
所以市面上就出现了各种各样的风洞。
其中德国就利用风洞,率先研制出了喷气式飞机和弹道导弹。
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二战前,苏联更是建造出了世界上最大的风洞,可以直接容纳整个飞机,而这也为他们建造战机打下了良好的基础。
无独有偶,美国也花费了长达十年的时间建造了15座风洞,并且通过风机确定了他们的F-22战机的气动外形。
F-22战机
渐渐的,风洞就成为了航空工业不可或缺的一个重要研制平台,曾经更是有“一代风洞,一代飞行器”的说法,足以见得风洞的重要性。
到了20世纪40年代,飞机也已经是进入了超音速飞行的时代,而如何提升风洞的速度也成为了世界的一大重要课题。
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此后不久,钱学森和郭永怀先生就制定高超音速的研究项目,并且组建了一个名为激波风洞的科研团队。
但由于当时的条件比较简陋,制造出来的风洞相当的不尽人意,直到后来俞鸿儒的出现,中国的风洞研究才真正走上了正轨。
俞鸿儒在同济大学读书时的证件照
“炸”出来的风洞1956年,28岁的俞洪儒成为了钱学森和郭永怀的研究生。
虽然当时的他还只是一个默默无闻的科研人员,但是钱学深和郭永怀却看中了他的才华和天赋。
于是就将超音速风洞的这一项目交给了他。
信息来源:央广网2024年5月4日关于“先生丨俞鸿儒:在地面上造出天空”的报道
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但在当时,俞洪儒根本就没有听过激波风洞,毕竟当时国外也只是刚刚开始做。
不过在郭永怀先生的鼓励下,俞洪儒还是决定放手一搏。
俞鸿儒在第三届全国激波管和激波学术会议上发言
尽管当时国外已经有可以参采用的技术路线,但由于当时我国在资金方面比较紧张,所以根本就没有那么多钱去支撑。
为此俞洪儒决定自己开辟出一条新的技术路线,那就是利用氢氧燃烧来作为驱动。
不得不说,这样的方式确实是给国家省了不少钱,但是它的危险系数确实非常的高,稍有不慎就得爆炸。
俞洪儒
但尽管如此,却还是无法阻挡俞洪儒研究激波风洞的心。
20世纪60年代,已经不知道遭遇了多少次实验爆炸的俞洪儒却还是坚守在自己的工作岗位上。
其中他的实验室就被炸了好几回,修了好几回。
正因为他的工作太危险,以致于很多经验老道的人都不愿跟着他干,只有刚毕业的学生跟着他干。
20世纪60年代,俞鸿儒在实验中
就这样,在不断的爆炸中,俞洪儒也完成了跟郭永怀先生的约定,跟团队共同建造出了JF-8激波风洞。
这款激波风洞的性能跟国际社会上的水平基本一致,但是花的钱却只有8万。
要知道当时国内的一所高校,建造了一个风洞就花费了80万,而且整体还要比俞洪儒建造的小。
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可见,在一声声爆炸声中建造出来的风洞性价比是真的高,而且也很符合当时的国情。
很快,俞洪儒的JF-8激波风洞就开始全面投入使用了。
而当时我国的导弹、火箭、人造卫星等重点型号的飞行器也正好是进入了攻关阶段,就急需大型风洞的检验。
所以JF-8的出现刚刚好。
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但是俞鸿儒的脚步并没有因此而停下,毕竟随着军工科技的发展,JF-8已经是逐渐满足不了需求了。
在这样的情况下,俞鸿儒就再次提出了让外界觉得极为荒唐的想法,那就是让“爆轰”听话,为其所用。
要知道爆轰可是一种特殊的爆炸现象,能够产生高冲击力的冲击波,所以人基本上是很难去控制的。
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不过在别人看来不可能的事情,俞鸿儒却是满怀信心,他始终坚信只要理论上行的通,在实践上慢慢探索就一定能够测过去的。
就这样,经历了三十多年的时间后,俞鸿儒和团队就建成了国际社会上第一座爆轰驱动高焓激波风洞JF10。
JF10气氧爆轰驱动高熔激波风洞
14年后,再次建造成了运动爆轰驱动技术JF-12高超声速复现风洞正式建成。
而所谓“复现”就相当于是把“天”给搬到了“地”上。
在此基础上,我国更是研制出了复现30倍音速的JF-22。
复现高超声速飞行条件激波风洞JF-12全景(图源中国科学院网站)
这款JF-22超高速风洞全长167米,可以放进去实验的物体最大尺寸能够达到长度8米。
更为重要的是它还可以复现40到90公里的高空,速度最高能够达到每秒10公里,而这就相当于是30倍音速的飞行条件了。
虽然美俄都拥有高超音速风洞,但是我国这款领先于世界水平的JF-22超高速风洞自然也让他们羡慕不已了。
信息来源:环球时报2023年6月5日 关于“国际领先水平!JF-22超高速风洞通过验收”的报道
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结语我国的高超音速风洞能够发展到如今,是离不开俞鸿儒老先生的努力的。
为了我国的科研事业,他不惜每天都坚守在随时可能会发生爆炸的实验室,研发出性价比高的一款风洞。
俞鸿儒在工作中
自此,我国在此基础上建造出了水平越来越高的实验室。
如今已经90多岁的俞鸿儒还是每天坚持7点起床,坚持学习。
他的这种精神真的值得我们每个人去学习!