中國不再低調(diào)，“國之重器”JF-22 超高速風(fēng)洞通過驗收時， 央視居然對其整體和細節(jié)都進行了全方位展示，并罕見稱之為“世界上最為先進”的超高速風(fēng)洞，此舉終于圓了錢學(xué)森、郭永懷幾十年前的夢想。? ? ? ? ?

研制飛行器，光靠計算機模擬可不行，必須要有等比例模型進行驗證，而限制設(shè)計能力的從來不是想象力，而是有沒有先進的風(fēng)洞。

中國在 2012 年建成 JF-12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞，領(lǐng)先世界的基礎(chǔ)上，再一次沖擊更高先進的風(fēng)洞高地。2023 年，JF-22 投入使用，一舉讓歐美等發(fā)達國家在風(fēng)洞上落后中方 20 年。

老一輩科學(xué)家布下的“閑子”俞鴻儒，幾十年如一日影響世界風(fēng)洞格局。

??? 如果要實現(xiàn)“一小時打遍全球”，就必須要有高超音速飛行器，登陸外太空也必須要有先進的航天器，為此錢學(xué)森、郭永懷等老一輩戰(zhàn)略科學(xué)家高瞻遠矚，在中國科學(xué)院力學(xué)研究所組建了我國首個高超聲速激波風(fēng)洞科研攻關(guān)團隊。

??? 團隊建立之處，就明確自主研發(fā)，放棄了國際上的通行技術(shù)，經(jīng)過一代代科學(xué)家的幾十年的努力，另辟蹊徑地實現(xiàn)了爆轟驅(qū)動理論創(chuàng)新。接過力學(xué)所這項重任的是錢學(xué)森、郭永懷和林同驥的愛徒——俞鴻儒。

(1960 年，俞鴻儒在試驗中留影。）

?? 他自稱是郭永懷布下的一顆“閑子”，1957 年，俞鴻儒前往力學(xué)所報道，成為錢學(xué)森第一批研究生，因為錢老太忙，而由郭永懷代為指導(dǎo)。

? 錢學(xué)森在 1946 年提出“Hypersonics”這個英語單詞，定義了一個嶄新的高超聲速研究領(lǐng)域，由此發(fā)展出系統(tǒng)的高超聲速和高溫氣體氣體動力學(xué)。

此時，郭老預(yù)見性地指出我國將發(fā)展航天事業(yè)，而高性能、大尺寸的高超聲速風(fēng)洞，是設(shè)計航天飛行器必不可缺的。

?? 然而，跟隨外國技術(shù)路線，永遠不可能超越。郭老深思熟慮，在 1958 年成立激波管組，獨立自主地開展激波管、激波風(fēng)洞技術(shù)研制。令人意外的是，郭老一開始就指定俞鴻儒擔(dān)任組長，而不是其他 7 個研究組的海歸大專家。

入學(xué) 10 個月的研究生挑起了中國風(fēng)洞的未來，這是郭老的一片苦心，國際上的風(fēng)洞造價昂貴，工藝復(fù)雜，并且需要巨額的資金，在當(dāng)時是不可能實現(xiàn)的。

而郭老看準(zhǔn)俞鴻儒則是因為他是“萬金油”，同濟大學(xué)讀的數(shù)學(xué)，大連大學(xué)讀的機械，做過助教，有 3 年多的教研室工作經(jīng)歷，并且動手極強?？梢哉f俞鴻儒是多學(xué)科融合的綜合人才。

郭老告訴俞鴻儒：“你們不可能也不應(yīng)該照葫蘆畫瓢模仿別人，一定要盡力去發(fā)展適合國情的實驗方法。”另外他還強調(diào)：防止人身傷亡事故。

沒錢，沒人，沒場地，這是那個年代中國科研的實際情況。俞鴻儒左思右想只能走外國人走不通的路，不愿意走的路，但是又十分危險的路。最終發(fā)現(xiàn)既便宜，裝置還非常簡單，又不依賴于高技術(shù)裝備的“氫氧燃燒驅(qū)動”路線?？墒亲畲蟮娘L(fēng)險就是容易發(fā)生爆炸，還有就是驅(qū)動的氣流品質(zhì)差，實驗的可重復(fù)性不高。

最終，俞鴻儒咬牙做好了方案，細致地考慮了各種問題，經(jīng)過多位專家的論證，郭老同意了這條充滿風(fēng)險的技術(shù)路線，并再一次強調(diào)：要嚴(yán)防人身事故。

可是，做實驗不是動嘴皮子，實驗還真就出現(xiàn)過多次事故，最嚴(yán)重的一次，爆炸產(chǎn)生的高壓將實驗裝置的一個大零件給轟了出去，繼而打穿了試驗廠房的墻體，索性沒有造成人員傷亡。

如同諾貝爾在實驗中看到了炸藥的未來，俞鴻儒在多次爆炸中也看到了新的理論起點——爆轟。于是出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，俞鴻儒這邊爆炸一次，郭老就表揚一次！幾次下來，終于發(fā)現(xiàn)了危險的根源，解決了爆轟的問題，并且找到了以此為起點的新路線。

此后，無論是困難時期，還是特殊年代，由于郭老等老一輩科學(xué)家的支持和保護，這個激波管組才得以存活下來。1962 年，郭老開始忙碌于“兩彈”任務(wù)，正在準(zhǔn)備論文答辯的俞鴻儒的導(dǎo)師換成了研究室的主任林同驥，這讓他成為三位力學(xué)大師的弟子，還時不時給錢學(xué)森打下手的傳奇人物。

1964 年，俞鴻儒在此前研制成 JF4 和 JF4A 兩型激波風(fēng)洞后，俞鴻儒率領(lǐng)激波管組開始攻關(guān)大型激波風(fēng)洞 JF-8，它的設(shè)計尺寸和參數(shù)都看齊國際水平。并且一共才花了 8 萬元，要知道此前北京大學(xué)曾做過一個風(fēng)洞，尺寸比 JF-8 還小，光加工費就花了 80 萬。

“少花錢，干實事”的貫徹，讓郭老頗為欣賞，也給后續(xù)困難時期的研發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，但凡大手大腳一些，中國風(fēng)洞都不可能發(fā)展的如此迅速。

?JF-8 激波風(fēng)洞于 1965 年 4 月底全部完工，調(diào)試和運行期間正好遇到了“文革”，前期小組研究沒有受到影響， 甚至因為其他研究所的停止研究，他還得意直接長期使用重要的儀器和設(shè)備。

可是，時代的這?；遥瑯勇湓诹?40 歲的俞鴻儒的頭上，1968 年 11 月，他被免去了激波管組組長職務(wù)，終止一切活動，等待審查。最令他悲痛欲絕的是，這一年，他的恩師郭永懷從核試驗基地返回北京的途中，因飛機失事而不幸遇難，而沒有一個人告訴他。

當(dāng)他最終得知之后，淚如雨下，仰天長嘯，內(nèi)心悲鳴的同時，也感到了深深的遺憾。恩師不在了，項目一定不能中斷！

沒有經(jīng)歷深夜痛哭的人，不足以聊人生。沒有撕心裂肺之痛，不足以談堅持。俞鴻儒明白，只有把恩師們期望的激波風(fēng)洞搞出來，才是算是真本事，悲痛和消沉只能讓所有努力化為泡影。

俞鴻儒再一次扎進了風(fēng)洞的研究中，好在小組成員都沒有放棄，一直在努力，終于在 1969 年建成了中國歷史上首個大型激波風(fēng)洞——JF-8，噴管出口直徑800毫米，其性能堪比國際大型激波風(fēng)洞。

大家記住這個時間節(jié)點，因為在這個時期，中國科學(xué)歷史上的突破并不多，而能從國外的“死路”上，開辟新的技術(shù)路線的，獨此一家。這一年是中國風(fēng)洞追平世界的一年！

因為 JF-8 的建成，中國首個返回式衛(wèi)星研制得以進行，“東風(fēng)五號”等型號“真理”才得以試飛，此后，在 JF-8 里淬煉過的航天重器不勝枚舉。

俞鴻儒因為特殊時期職稱評定暫停，等到 1985 年恢復(fù)的時候，他已經(jīng)超過了 55 周歲的“紅線”，喪失了成為研究員的機會。此后的職稱和榮譽都是身外之物，盡管他被評選為院士，也沒有離開一線實驗半步。

想著年輕時做實驗時候的爆炸，他提出了一個更為大膽的設(shè)想：利用爆轟研制更高性能的激波風(fēng)洞。在他之前，世界上還從未有科學(xué)家提出過。

俞鴻儒想通過人為控制爆炸，形成的爆轟氣流，從而作為新的動力進行風(fēng)洞試驗。這個想法盡管在他的頭腦里盤旋了幾十年，等到真的提出來之后，沒有一個人敢于認同，即便是他已經(jīng)位居高位，還是學(xué)術(shù)權(quán)威。

加上技術(shù)和條件不允許，實驗一直未能進行。1988 年，當(dāng)俞鴻儒前往德國訪學(xué)時，在亞琛工業(yè)大學(xué)激波實驗室證實了爆轟技術(shù)的可行性?；貒罅⒓粗謫託溲醣Z驅(qū)動方法研究。他有想起來郭老的話：“沒錢干出大事，才是本事”。

10 年時間，俞鴻儒團隊只用了國家自然科學(xué)基金支持 2 萬元，加上節(jié)省的資金，建成了國際上首座爆轟驅(qū)動激波風(fēng)洞 JF-10。但是，世界科學(xué)界認為即便建成了激波風(fēng)洞，試驗時間只有幾毫秒。美國人憑借世界科學(xué)家俱樂部的人才優(yōu)勢，也才把試驗時間延長到 30 毫秒。但是，俞鴻儒卻提出了 100 毫秒的目標(biāo)。

因為這有這 0.1 秒的時間，才能讓風(fēng)洞實驗狀態(tài)從“模擬”跨越到“復(fù)現(xiàn)”，真正在地面完全復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件。也許戰(zhàn)略科學(xué)家總是孤獨的，這個項目立項的時候，就找到了太多了反對。

如同多年以后，馬偉明院士一錘定音要讓“福建艦”航母用上電磁彈射和電磁阻攔裝置一樣，戰(zhàn)略科學(xué)家的目標(biāo)設(shè)定往往超過了常人的想象。

在做與不做？能與不能之間，項目組耗費了 10 年時間來進行論證，最終于 2008 年，向財政部門申請了 4600 萬元，得以實施項目研究。

4 年后，俞鴻儒團隊就突破了困擾世界 60 多年的難題，再一次領(lǐng)跑世界風(fēng)洞發(fā)展。2012 年 5 月，JF-12 高超聲速復(fù)現(xiàn)激波風(fēng)洞順利建成，消息一傳出，就令美國五角大樓高度警覺，他們認為 JF-12 將支撐中國宇航領(lǐng)域民用與軍用部門的研發(fā)。此后連續(xù)三年向國會報告，要求增加預(yù)算，以便于追上中方研究。

可是，他們哪里知道，俞鴻儒團隊的研究，靠的根本不是資金，也不知招募各種科學(xué)家，幾十年篤定一個領(lǐng)域，無論榮辱，無論回報，家國情懷的擔(dān)當(dāng)，是美國人用錢買不來的。

如今，俞鴻儒已經(jīng) 90 多歲了，還住在中國科學(xué)院黃莊小區(qū)一棟 70 多平方米的房子里，還是幾十年前的陳設(shè)，他要彌補給妻子“丟失的時光”，每天帶著老伴出門轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，給她做份可口的飯菜，成了俞老晚年最大的成就。當(dāng)他聽到自己親手組建的高溫氣體動力學(xué)國家重點實驗室（LHD）有任何進展的時候，他臉上的笑容是最燦爛的！

人才輩出時期，姜宗林接過“衣缽”，高超巨龍驚艷出世

現(xiàn)在讓我們挺起脊梁的國之重器背后，都有這樣一位總設(shè)計師，他們接過老一輩科學(xué)家的“衣缽”，以榜樣的力量前行，以自己的創(chuàng)新突破，取得了一個個驚艷世界的成果。他們是高考恢復(fù)后第一批大學(xué)生，也是挑起中國進入現(xiàn)代化的最為重要的生力軍。

有國外研究機構(gòu)斷言，中國的發(fā)展才剛剛開始，高考恢復(fù)之后的人才在擔(dān)任總師時，培養(yǎng)的下一代接班人才是中國領(lǐng)先世界的全面時刻。而師從著名科學(xué)家周培源先生的姜宗林就是杰出的代表。

作為 50、60 年代出生的姜宗林從小就聽?wèi)T了老一輩科學(xué)家的優(yōu)秀精神，產(chǎn)生了熱愛科學(xué)，崇拜科學(xué)家的習(xí)慣，恢復(fù)高考后，他如愿以償?shù)剡M入了哈爾濱船舶工程學(xué)院。

在這里，他感受到了“科技強軍”的魅力，在這里他對海軍系大樓房檐上的艦艇和空軍系大樓房檐上的飛機產(chǎn)生了濃厚的興趣，7 年時間里他立志成為一名像錢學(xué)森、郭永懷一樣的戰(zhàn)略科學(xué)家。

等到他到北大攻讀博士的時候，周培源給他指明了方向，研究激波模擬的數(shù)值理論，希望將來探索激波誘導(dǎo)的可壓縮湍流問題。博士畢業(yè)后，姜宗林應(yīng)高山教授邀請前往日本東北大學(xué)流體科學(xué)研究所任教，他開始從事激波動力學(xué)方面的研究。

1999 年，俞鴻儒院士通過“百人計劃”引進姜宗林回國，讓其成為高溫氣體動力學(xué)國家重點實驗室（LHD）一員。

姜宗林憑借高超的學(xué)術(shù)理論，和精湛的實驗功底，2000 年就開始探索復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞理論與創(chuàng)新技術(shù)驗證。經(jīng)過 6 年時間，解決了關(guān)鍵技術(shù)和工藝的攻關(guān)。等到 2008 年獲得“國家重大科研裝備研制項目”時，只用了四年時間就成功通過了 JF-12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞的國家項目驗收。

（JF-12 高超聲速復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞）

JF-12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞必須要突破三大技術(shù)瓶頸：風(fēng)洞驅(qū)動功率小、實驗時間短、測量精度低，任何一個方面都需要顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新。

功率小可以通過增加驅(qū)動能源供給來實現(xiàn)，但是有極限，“如果應(yīng)用 2.5 米直徑的噴管，開展 9 倍聲速的實驗，JF12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞的功率需求比葛洲壩水電站的總功率還要大！”，而姜宗林在俞鴻儒爆轟驅(qū)動方法，發(fā)明了大功率激波風(fēng)洞爆轟驅(qū)動技術(shù)，利用化學(xué)能替代機械能，變革了國際主流機械壓縮模式，驅(qū)動性能得到量級的提升?！?/p>

（姜宗林榮獲美國航空航天學(xué)會 2016 年度地面試驗獎）

實驗時間做到 100 毫秒，同時解決了激波風(fēng)洞測量精度低的瓶頸問題，因此 300 米長的 JF-12 成為世界之最，被國際同行稱為“高超巨龍”(Hyper-Dragon),是國際首座可復(fù)現(xiàn)飛行條件的超大型高超聲速風(fēng)洞。

有人問姜宗林為何能夠取得如此優(yōu)秀的成績，他說：“高溫氣動復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞團隊由近 20 個科研人員組成，是一個典型的‘老中青’三結(jié)合的團隊。

老一代的科學(xué)家是錢學(xué)森和郭永懷先生建立的科研團隊的成員；中年一代是‘文革’后我國培養(yǎng)的科研人員；而年輕科研人員則是 70 后和 80 后的青年學(xué)者，比例達到 45%?！?/p>

俞鴻儒院士擔(dān)任學(xué)術(shù)指導(dǎo)、姜宗林帶隊研發(fā)，高等教育培養(yǎng)的青年學(xué)者實施，在“傳、幫、帶”的優(yōu)秀傳統(tǒng)下，不斷地創(chuàng)造者奇跡。一個大型項目的成功，往往不是一兩個人的功勞，當(dāng)我們歌頌與贊美其中一個人的時候，實際上是肯定一個團隊的努力。

2012 年，姜宗林在接受采訪的時候說，“我們常常自嘲是‘盒飯’支撐了 JF-12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞的建設(shè)，實際上力量的源泉是團隊對國家需求的責(zé)任和科技強國的理念?！?/p>

也基于這個理念，發(fā)展能夠復(fù)現(xiàn)高度 40—80公里、馬赫數(shù)10—20高超聲速飛行條件的風(fēng)洞試驗技術(shù)，成為團隊接下來的心愿。

30 倍音速，支持空天往返，世界最強風(fēng)洞 JF-22 建成驗收

姜宗林團隊并沒有止步在領(lǐng)先世界的功勞簿上，隨著中國航空、航天事業(yè)的發(fā)展，他們再一次邁向科學(xué)之巔。經(jīng)過 6 年的理論研究，2018 年 3 月，國際上最先進的超高速風(fēng)洞 JF-22 的科學(xué)大裝置進入安裝階段。

作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22 超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn)相當(dāng)于約 30 倍聲速的飛行條件，已經(jīng)比 JF-12 時預(yù)想的高了 10 倍音速，并且所有參數(shù)都比此前設(shè)想高出了幾個數(shù)量等級。

JF-22 超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn) 40 到 90 千米高空、速度最高達每秒 10 千米，瞄準(zhǔn)的是天地往返飛行技術(shù)。

據(jù)中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員、懷柔激波風(fēng)洞項目負責(zé)人姜宗林介紹：

JF-22 吹出來的流場大概有 2.5 米直徑，一般國外最大的是 1.5 米直徑，可以放更大的飛行器；

在馬赫數(shù)為 10 的時候，JF-22 可以達到 40 個毫秒，比國內(nèi)外同類先進水平有成倍的提高，實驗結(jié)果的精度也更高；

JF-22 總溫高、總壓高、性能高，目前世界上沒有其它風(fēng)洞可以相比。

其實，2023 年初，媒體就透露 JF-22 已經(jīng)建成，并且即將驗收的消息。沒想到，最近，央視將盡頭對撞了世界上最先進的大國重器，既沒有遮蓋，也沒有打碼，將整個裝置的整體和細節(jié)展示的非常細致。

網(wǎng)友們不明白：難道是“過于落后，可以展示”了嗎？要知道中國此時正在試飛的空天飛行器還處于保密階段，為何提供設(shè)計支撐的科學(xué)大裝置就能全面展示了呢？

原來，原理寫成論文，圖紙詳細描述，也不會被抄襲出去，這就是最大的底氣。

央視的總結(jié)原文是：JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞可分別實現(xiàn)每秒1.5-3km和每秒3-10km的實驗條件，兩者共同構(gòu)成覆蓋馬赫數(shù)5-25、飛行高度25-90km的氣動實驗平臺，使我國成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實驗?zāi)芰Φ膰摇?/p>

筆者注意到，在節(jié)目中，懷柔激波風(fēng)洞現(xiàn)場負責(zé)人韓桂來介紹，“我們最近正要研究兩級或者多級入軌的這樣一個飛行器，可以通過兩級或者多級入軌。”

他說，火箭發(fā)射時垂直起降，接力實現(xiàn)空天往返，依靠JF-22就能探索分離方案。

姜宗林表示，在風(fēng)洞研究中，超聲波分離的概念已經(jīng)解決了，從實驗的角度，我們非常成功、非常安全解決這個問題了。

也就是說，盡管JF-22剛剛通過驗收，空天飛行器的試驗已經(jīng)在緊鑼密鼓地進行，并且解決了告訴分離難題，照這個形“南天門計劃”也不會是文創(chuàng)產(chǎn)品。

JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞配合起來，就讓中國成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實驗?zāi)芰Φ膰?。既然讓空天飛行器的研發(fā)進入高速路，還讓高超聲速發(fā)動機試驗有了依靠。

姜宗林告訴記者，一款被命名為“駐定斜爆轟發(fā)動機”已經(jīng)經(jīng)過JF-12和JF-22的風(fēng)洞試驗，分別實現(xiàn)了馬赫數(shù)7到馬赫數(shù)9的試驗，以及馬赫數(shù)9一直做到馬赫數(shù)16的試驗正在準(zhǔn)備。

這款發(fā)動機比傳統(tǒng)的發(fā)動機熱效率要高50%，燃燒穩(wěn)定，一旦風(fēng)洞試驗昨晚，就將極大地推動航空航天技術(shù)的發(fā)展。

總結(jié)：

隨著我國JF-22超高音速風(fēng)洞的建成并完成驗收，未來我國在天地往返飛行器、高超音速飛行器、高超音速飛機等多個領(lǐng)域?qū)⒉粩嗳〉眯碌倪M展和突破。此外，中國在風(fēng)洞技術(shù)領(lǐng)域?qū)γ绹宫F(xiàn)出整體技術(shù)碾壓之勢也將在未來逐漸體現(xiàn)出來。

借用殲-20總師楊偉的話說：我們已經(jīng)從“必然王國”進入了“自由王國”。