美俄垂涎的中國超高速風洞,竟是錢老學生,靠爆炸“炸出來”的
前言
隨着技術的進步,交通工具的行駛速度越來越快,有些飛機甚至超過了聲音的傳播速度。
飛機速度一代代提升的關鍵,就是依靠風洞來模擬飛機飛行時產生的高速氣流。
西方世界的空洞技術先於我國很多年,但現在我國的空洞技術卻讓美俄都羨慕不已,我國空洞技術的追趕超越過程非常艱辛,最開始的空洞還是靠錢老的學生炸出來的。
央視報道
風洞的演變
所有的飛行器在建造之初,都會進行大量的模擬飛行,來檢驗飛行器是否能在高速中安全的飛行。
而想要做大量的模擬飛行的這個實驗,就需要建造一個風洞,進行輔助。
風洞的作用就是產生高速的氣流,可以有效地模擬飛行器的飛行環境,讓人們可以在飛行器的研究前期,就瞭解飛行器的受力情況。
風洞模型
飛行器經過空洞試驗,可以快速發現問題,避免反覆進行工程試驗,節省了大量的時間與金錢。
甚至在某種程度上可以說,先進的飛機或者說飛行器都是依靠先進的風洞才能製造出來。
所以說,風洞在飛行器的研發過程中是非常重要的。
俞鴻儒的研究
最初的風洞是由英國的韋納姆創造的,在風洞被成功建造的那一天,我國還處於清朝統治時期,對風洞完全不瞭解。
韋納姆建造風洞的原因,是想要藉助風洞來測量物體在空中的運動阻力。
還是萊特兄弟,在發明飛機的時候,注意到風洞的重要性,將它運用在飛行器的研究中。
早期的空洞
要知道,萊特兄弟發明飛機是想要飛向藍天的,可飛機畢竟是第一次出現,對那時的人們來說,還是一件新鮮事物。
並且人類對天空總是心懷畏懼,如果萊特兄弟的發明不靠譜,造成的後果就是機毀人亡,這是所有人都擔心的。
就是在這樣的糾結中,風洞的特殊作用才被萊特兄弟發掘出來。
萊特兄弟製作的風洞模型(複製品)
風洞的作用完全符合萊特兄弟的預期,經過風洞的輔助,他們得到了相關數據,最後也是成功將飛機送上藍天。
伴隨着飛機的不斷髮展,風洞的重要性也不斷提高。
風洞不僅可以用來驗證,還可以用來輔助研究,幫助飛行器找到一個最佳的氣動外形。
萊特兄弟與飛機發明
漸漸的,風洞和飛行器兩者相互影響,不斷迭代。
到了20世紀40年代,飛機的速度已經進入到超越音速的時代,此時就該考慮如何提高風洞的速度了。
這時的風洞還是用電力驅動的,製造不易,尺寸也非常大,最重要的是非常浪費電,一些風洞的功率和一個小型城市的差不多。
F-22戰機
可以說,風洞的建造要花費一筆資金,啓動還要花費一筆資金。
此時世界的風洞的主流,還是利用渦扇製造,但這樣的技術製造的風洞速度還是太慢了,已經無法滿足超音速飛行器的研究需要。
爲此國際上有人提出這樣一個觀點,那就是直接放棄原有的設計理念,不再追求更大的風洞,直接用激波管去替換渦扇的使用。
空洞實驗
用激波管制造的風洞,就像是一個炮彈,通過加入可以爆炸的東西,就可以控制爆炸後產生的高速衝擊波,來檢驗飛行器。
並且當時已經出現了提煉氫的方法,而氫氣非常適合做這個原料。
空洞的試驗
雖然看着激波管風洞都是優點,但它也有缺點,那就是發明的過程太過危險,容易將整個實驗室給炸了。
此時的中國,風洞這個項目還在錢老等人的籌劃中,可以說就是從頭開始。
可當時的國內沒有相關的科研人才,導致風洞的建設非常落後。
飛機的空洞試驗
俞鴻儒的出世
由於技術和資金問題,我國建造的風洞長寬都不超過10米,導致飛行器和導彈在研究過程中都要等比例縮小。
但是這樣的實驗產出的結果,會存在一些失真,可現有的風洞已經是我國能支持的最大規模。
科學家對此雖然非常不滿,但是也感到理解。
年輕的俞鴻儒
可一個人的出現,直接打破了我國風洞領域的僵局,他就是俞鴻儒。
俞鴻儒最初並沒有很出名,但是他師從衆多科研界大佬,具備的知識都是頂尖的。
在風洞的研究中,一些科研人員比較糾結是選擇傳統渦扇,還是沒有發展起來的激波管。
做實驗的俞鴻儒
但考慮到國家目前的經濟狀況和未來的前景,俞鴻儒拍板選擇了激波管的研究方向。
甚至爲了省錢,俞鴻儒直接使用了鑄鐵材質作爲主體,而不是更安全的不鏽鋼激波管。
風洞的研究並不風平浪靜,激波管的危險性也是客觀存在。
俞鴻儒接受採訪
在一次研究中,俞鴻儒的實驗室就因爲無法確定使用量,導致了爆炸,整個實驗室都炸沒了。
幸好沒有出現人員的傷亡,但俞鴻儒還是感到有些自責,此時錢學森和郭永懷都專門寫信來安慰他。
俞鴻儒打起了精神,再次展開研究,實驗一點點繼續,可是還是出現了意外情況。
俞鴻儒獲得年度人物
在1963年,在研究過程中,再一次發聲了爆炸,這次更加嚴重,整棟樓直接被炸塌了,這讓俞鴻儒的團隊有了很大的壓力。
很多人關心俞鴻儒,並勸他換一個研究方向,但俞鴻儒深知風洞的重要性,在一些科研巨頭的支持下,俞鴻儒的實驗得以繼續。
俞鴻儒接受採訪
最終,俞鴻儒團隊沒有辜負衆望,在1969年,成功將JF8激波風洞創造了出來,並且這個風洞支持了中國的東風導彈的創造。
這款導彈是我國第一個可以直接攻擊到美國本土的導彈。
做研究的俞鴻儒
結語
我國現在的風洞性能已經超過歐美的性能,讓西方國家眼饞不已,
但翻查歷史,我國的超高速風洞技術的發展正是有無數科學家們的付出和分享,我國風洞技術才取得了如此輝煌的成就。
飛機空洞試驗
正是一代代的科研人員奮不顧身的拼搏,纔有了我國現在的盛況。
如今的俞鴻儒院士身體很好,甚至登上了2023年的感到中國,在節目中,俞鴻儒非常謙虛的表示,自己只是幫了一點幫。
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