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穷途末路 激波新生
上世纪五十年代,新中国刚站稳脚跟,航空航天那块儿真是啥都没有。早年间那点风洞设备,1934年建的玩意,早让战乱给毁了。钱学森从美国回来,郭永怀也跟着归国,两人一合计,得赶紧重建。
可那时候国家穷,电力紧巴巴的,美国人造个常规风洞,得砸几千万美元,电还得整个城市供着,咱们根本玩不起。1956年,他们勉强搭起个小风洞,总长宽加起来不到10米,测试模型得缩成原样的十分之一,数据歪得不成样子,费时费力还白搭。
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钱学森和郭永怀一看,这路子不对,得换条道走。1957年,郭永怀找上俞鸿儒,他才30出头,刚从钱伟长和郭永怀那儿毕业,脑瓜子活,手上功夫实。郭永怀直截了当,说资金电力都不够,常规风洞没戏,得搞激波管,这东西成本低,还能模拟高温。要是十年内拿下,对航天那可是大功一件。俞鸿儒二话不说,接了这活,从此钻进这坑里出不来。
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为啥选激波管呢?简单说,这玩意用氢氧爆轰驱动,国际上都知道风险大,容易出事,可它省钱啊。国外用不锈钢喷管,一套就好几十万美金,俞鸿儒他们用铸铁顶上,外头人听了直摇头,说这是胡来。可中国科研不就这样吗?条件逼着创新。
1958年,力学所正式拉起激波管组,俞鸿儒当组长。团队从零起步,搜罗废旧材料,焊管子、调阀门,硬是三个通宵搞出中国第一台激波管。体积不大,但能产生高温冲击波,数据靠谱多了。
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这东西一出,马上被送去中南海,贺龙元帅看了,觉得前景好,点了个头。从这儿开始,中国风洞走上自家路子,不抄国外作业。郭永怀的眼光准,钱学森的布局深,早早定下高超音速方向。
俞鸿儒这代人,接棒扛旗,穷则思变,硬生生从一穷二白里杀出条血路。想想看,那年代物资短缺,团队吃住都在所里,咬牙顶着干,换别人早撂挑子了。可他们没退,激波管成了起点,后头那些大风洞,全搭在这基础上。
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爆破重生 经验铸金
激波管刚出头,高光没多久,麻烦就来了。实验室爆炸,一场接一场,窗户玻璃震碎,零件飞墙上。俞鸿儒他们没被吓住,蹲废墟里捡碎片,分析氢气浓度为啥失控。钱学森听说,赶过去安慰,说房子炸了重盖,经验更值钱。最狠那次是1963年,搞JF-4A型风洞,整栋楼塌了。金属零件穿透承重墙,幸好俞鸿儒有预案,每次测试都让大家撤百米外,没伤着人。
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这爆炸不是白炸的,从中摸出门道:氢气浓度卡在临界值,就能避开危险爆轰。国际上没人敢这么玩,中国团队硬扛,经验全靠血泪堆。1969年,JF-8激波风洞建成了,成本才8万块。
同期北大一个小风洞,花80万,十倍差价让老外眼珠子掉地。JF-8出口直径800毫米,模拟5马赫,立马派上用场,东风-5导弹气动参数,全靠它测。返回式卫星热防护,潜艇导弹天线热流问题,也借它解决,避免好几起发射事故。
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爆破重生,就在这儿。俞鸿儒他们不走寻常路,国外避爆轰如虎,他们反过来钻研。八十年代,俞鸿儒脑洞大开,说爆轰能正面驱动风洞。1988年,去德国亚琛工业大学验证,回来闷头干。1998年,JF-10爆轰驱动高焓激波风洞成了,全球首座,总温8000K,高温模拟牛到家。2001年,双爆轰技术首创,正向爆轰加辅驱动,反向波耦合,试验时间拉长,打破国外垄断。
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为啥说经验铸金?爆炸教的课,太宝贵。1963年那场大炸,楼塌墙穿,团队从残骸里挖出规律,氢氧比例微调,就能稳波形。JF-8低成本,全靠这积累,铸铁喷管扛高温,喷嘴不裂。
国外风洞贵在材料,咱们贵在工艺,爆破里练出的火眼金睛,让设计避坑。俞鸿儒古稀之年,还在推JF-10,爆轰理论体系化,反向耦合真空卸爆,长时稳流,全是原创。
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想想那些年,团队迭代多少次。JF-4A炸后,重设计反射型,正向爆轰驱动,波反射稳。经验传下来,年轻一代接手,少犯老错。郭永怀1968年空难,怀里抱风洞资料,用命护数据,俞鸿儒记着师恩,继续往前冲。爆破不是祸,是金矿,挖出来就是领先资本。中国风洞不靠买,靠炸,靠练,这路子接地气,实打实。
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集群腾飞 领先四方
JF-12一出,2013年美国国防部报告,直夸性能惊人。2014年又追报告,担心中国军民航一飞冲天。短短十年,美国从焦虑到求租,2023年出50亿美金租JF-22,还说共享数据,中国婉拒。法国欧洲团来问价,1马赫1亿,20马赫40亿,他们傻眼走人。中国风洞收费按马赫算,不愁客,可核心数据不外泄。
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2023年7月,JF-22超高速风洞亮相,167米长,35马赫气流,每秒10公里,内壁扛18000℃,功率15000兆瓦,三峡的三分之二。全球99%国家造不出,这性能,望尘莫及。
三大风洞群分工清:绵阳规模大,啥类型都有;沈阳哈尔滨中低速,飞机汽车用;北京力学所高超核心,JF-12和JF-22镇场。从亚音速到35马赫,全覆盖,还模拟气体解离电离,世界独步。
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集群腾飞,就在这平衡。绵阳的2.4米跨音速风洞,测低速气动;沈阳的FL-62,汽车风阻优化;北京的JF系列,高超杀手锏。歼-20隐身布局,神舟返回舱耐热,东风导弹精准,全在风洞里排练上千次。美国高超导弹拖到2028年,六代机还PPT撑,中国实测领先。风洞困境,让他们进度慢,咱们自给自足,腾飞稳。
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俞鸿儒的布局,深远。JF-10高焓,JF-12复现,JF-22超速,层层递进。双爆轰技术,2001年创,辅驱动反向波,时间稳,焓值高。国际专家高山和喜写信,说JF-12是唯一。2024年中科院纪念郭永怀,说实现了导师十年愿。
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领先四方,不是吹。国外风洞贵,时间短,中国爆轰路,性价比高。JF-22不用保密,向世界宣布,圆了郭永怀梦。集群不光设备,还在人才,三代接力,郭永怀奠基,俞鸿儒开拓,现在年轻人扛大旗。风洞故事,证明核心技术买不来,求不到,得自己炸出来,步步实干。
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