摘要:建国初期,中国想搞航天研发,却卡在了一个关键设备上:风洞。没有风洞测气动参数,导弹、飞机设计得再好看,也没法上天。
建国初期,中国想搞航天研发,却卡在了一个关键设备上:风洞。没有风洞测气动参数,导弹、飞机设计得再好看,也没法上天。
可当时美俄把风洞技术捂得严严实实,设备买不到、资料查不着,国内连个能测超音速的简陋风洞都没有,这道坎怎么过?
更难的是,国外风洞动辄上千万美元,还得靠大功率电网驱动,这两样当时的中国都拿不出。
就在大家愁眉不展时,刚进中科院的俞鸿儒说了个大胆想法:不用国外的安全路线,偏用容易爆炸的技术造风洞。
这个听起来像“冒险”的主意,后来竟成了唯一的出路。
一开始,科研团队其实想过三条路,可一条比一条难走。
第一条是仿制国外的涡扇风洞,可核心的压缩机零件国外根本不卖,图纸也看不到,刚起步就卡壳了。
第二条想改造成品设备,找遍全国也没找到能驱动风洞的大功率电机,当时国内电网连工厂用电都紧张,根本撑不起风洞运行。
排除来排除去,就只剩氢氧燃烧驱动这一条路了。这套技术不用复杂零件,也不费太多电,可缺点太明显:氢氧混合气体一不注意就会爆炸,国际上没人敢用在风洞上。
俞鸿儒没被爆炸风险吓退,反而琢磨出个“小步试错”的办法:先做小型激波管,每次只加一点点氢氧,就算炸了也可控,还能从爆炸里摸规律。
第一次小型试验真炸了,玻璃碎片溅了一地,可俞鸿儒蹲在地上翻碎片,居然算出了氢气浓度的安全临界值。
就凭这个数据,他说服了原本反对的团队,决定接着往下试。
确定走氢氧燃烧路线后,团队没急着建大设备,而是一步步搭风险控制体系。
最开始在实验室小范围测试,每次实验都把范围控制在10米内,周围摆上防护板,人员站在50米外操作,就算炸了也伤不到人。
后来试验规模大了,又把设备搬到室外临时厂房,选的地方远离居民区,还专门修了应急撤离通道,就怕出意外。
1963年有次试验,威力比预想中大,直接炸穿了厂房的墙体。可这次爆炸没白发生,团队意外测出了爆轰波传播速度和压力的关联数据,正好解决了风洞气流不稳定的老问题。
那几年,团队养成了个习惯:每次爆炸后,不管多晚都要收集所有碎片,记录当时的气压、温度,甚至手绘气流轨迹。整整3年,攒了上百组数据,终于把爆轰驱动的规律摸得透透的。
到后来,他们甚至能根据实验需求,算出“该炸到什么程度”,让危险的爆炸变成了可控的实验环节。
1969年,JF-8风洞建成时,所有人都没想到,这台能测高速飞行器的设备,总造价才8万元。
省钱的门道全在细节里:不用国外昂贵的不锈钢做激波喷管,改用铸铁,成本一下降了90%;自主设计的气流阀门,比进口零件便宜80%,还更适配国内的设备。
当时东风导弹正卡在气动参数上,几次试射偏差都很大,找不到问题出在哪。JF-8风洞建成后,科研人员只用了2个月,就测出了精准的气流数据。
根据这些数据调整导弹弹体设计后,后续试射一次比一次准,东风导弹终于能稳定飞行了。要知道,这台8万元的风洞,性能一点不比国外百万美元级的设备差。
JF-8的成功,也给中国风洞定了个方向:不盲目追求高端材料和进口设备,而是立足国情搞创新。
后来研发JF-10、JF-12,都沿用了这个思路,慢慢形成了中国独有的风洞技术体系。
1998年,世界上第一座爆轰驱动高焓激波风洞JF-10建成,消息传出去,国外专家大多不相信。
有德国学者专门跑来考察,看到JF-10能稳定模拟8马赫的气流,还能精准记录数据,当场就表示要派团队来学习。后来日本、法国的科研机构也陆续找上门,想借鉴这套技术。
在此之前,全球高超音速风洞基本被美国LENS-X等少数设备垄断,很多国家研发高超音速飞行器,都得排队去美国测试,还得看人家脸色。
可JF-12、JF-22建成后,情况变了。
中国成了全球唯一能覆盖5-30马赫测试的国家,不管是高超音速导弹还是空天飞机,都能在国内完成全套测试。
国外研发同类设备时,开始参考中国的技术参数;国际空气动力学会还把中国在爆轰驱动领域的“安全参数模型”“气流控制方法”纳入参考标准,打破了美俄长期主导风洞技术标准的局面。
现在提起高超音速风洞,国外同行都会说:“要看最先进的技术,得去中国。”
中国风洞的突破,最难得的不是技术本身,而是俞鸿儒那股“反共识”的勇气。
当时所有人都觉得“爆炸=失败”,他却认为“可控的爆炸是实验”;别人都盯着国外的技术路线,他却坚持从国情出发找办法。
这种不盲从、敢突破的思路,放到现在的卡脖子技术攻关中,依然管用。
还有团队的“笨功夫”也很打动人,从收集爆炸碎片到手绘数据图,再到后来JF-22的参数调试,他们从来没想着走捷径,始终靠“数据说话”。
哪怕现在有了先进的计算机模拟,他们还是会用实体实验验证数据,就怕出一点差错。正是这种扎实的作风,让中国风洞的性能越来越稳定,越来越领先。
说到底,风洞的故事告诉我们一个道理:核心技术不是靠砸钱买、靠别人给的,而是靠“敢闯险路+耐住性子”。
哪怕起点低、风险高,哪怕要从爆炸里找答案,也要闯出一条属于中国自己的路。
来源:行走在云端的聪聪