俗話說,火車不是推的,飛機(jī)不是吹的。但參觀過中國空氣動力研究與發(fā)展中心的人卻說:飛機(jī)確實是“吹”出來的——把飛行器模型放在風(fēng)洞里,用人工可控氣流“吹”,模擬出飛行的“千姿百態(tài)”,進(jìn)而最優(yōu)化設(shè)計飛行器的機(jī)動性、操作性、穩(wěn)定性。
從戰(zhàn)機(jī)到導(dǎo)彈,從飛船到高鐵,從C919大飛機(jī)到新概念飛行器……我國幾乎所有涉及空氣動力學(xué)的重大工程,都是在這個世界級的風(fēng)洞群里經(jīng)過無數(shù)次“吹風(fēng)”試驗而后定型的。
幾十年里,這個中心的科研人員自主設(shè)計建成世界級風(fēng)洞群,成功構(gòu)建起風(fēng)洞試驗、數(shù)值計算、模型飛行試驗“三大手段”齊備的試驗研究能力體系,奮力邁向空氣動力科研試驗的世界之巔!
建設(shè)世界一流風(fēng)洞群
6月16日,結(jié)冰風(fēng)洞試驗大廳。一陣長嘯聲中,顯示屏幕里,均勻的水霧從上千個噴嘴中噴涌而出,溫度曲線不斷下降,從20℃到0℃,再到零下20℃、零下30℃……機(jī)翼上慢慢結(jié)出厚厚的冰層。記者穿上大衣,走進(jìn)“冰窖”一樣的試驗段,機(jī)翼上的冰凌還未消融。這就是中心科研人員為之自豪的“中國冰”。
研制飛行器,到處都是攔路虎。據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界因結(jié)冰導(dǎo)致的飛行事故達(dá)上千起。為破解這一難題,歐美航空強國陸續(xù)建設(shè)了結(jié)冰風(fēng)洞。因為沒有自己的結(jié)冰風(fēng)洞,我國飛行器研制工作被迫進(jìn)行調(diào)整,甚至不得不冒險在自然結(jié)冰氣象條件下試飛……
建設(shè)我國首座結(jié)冰風(fēng)洞,中國氣動人責(zé)無旁貸!
年逾七旬的風(fēng)洞設(shè)計專家、“科技創(chuàng)新模范”劉政崇帶領(lǐng)設(shè)計團(tuán)隊一切從零起步,歷經(jīng)1000多個日日夜夜,攻克了制冷系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和高度模擬系統(tǒng)等多個關(guān)鍵技術(shù)難題,掃清了結(jié)冰風(fēng)洞建設(shè)的技術(shù)障礙。2013年10月,我國首座多功能結(jié)冰風(fēng)洞首次驗證性試驗取得圓滿成功!
“采用真機(jī)試飛,很有可能機(jī)毀人亡,因此必須進(jìn)行大量風(fēng)洞試驗。奇跡,是科技人員拼命干出來的。”中心主任范召林告訴記者。
如今,結(jié)冰風(fēng)洞、聲學(xué)風(fēng)洞、電弧風(fēng)洞……這些標(biāo)志著一個國家空氣動力研究整體實力的高端風(fēng)洞被一一攻克,多項關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平,中國氣動人奮力走向空氣動力學(xué)的世界舞臺中央!
實現(xiàn)氣動研究三大手段融合
2016年5月,中心新建成的每秒千萬億次計算機(jī)系統(tǒng)正式投入運行,極大提升了我國計算空氣動力學(xué)能力。
陳作斌研究員介紹,相比風(fēng)洞試驗,數(shù)值計算對于降低飛行器研制成本、縮短研制周期、優(yōu)化飛行器設(shè)計具有重要作用。時至今日,他們自主研制開發(fā)的“風(fēng)雷”計算軟件,一舉打破了國外多年來的行業(yè)壟斷。
綜合運用風(fēng)洞試驗、數(shù)值計算、模型飛行試驗,是錢學(xué)森對我國空氣動力試驗研究體系作出的戰(zhàn)略規(guī)劃,也是中國氣動人孜孜以求的夙愿。
采訪中,記者看到這樣一段錄像:長長跑道上,等待起飛的不是真實飛機(jī),而是某型飛機(jī)縮比模型。一聲令下,飛機(jī)模型快速起飛,失速與尾旋改出……一系列高難度動作行云流水,為該型飛機(jī)的研制設(shè)計提供了大量珍貴數(shù)據(jù)。
相比飛行員試飛,模型飛行試驗可以測試飛行極限降低試驗成本。在中心的支持下,青年專家張利輝帶領(lǐng)團(tuán)隊,自主設(shè)計建設(shè)了模型飛行試驗基礎(chǔ)平臺,成功破解了總體設(shè)計、飛行控制、飛行仿真等關(guān)鍵難題。2013年5月,某飛機(jī)模型首次飛行試驗取得圓滿成功。
2015年12月,我國首次以空氣動力學(xué)基礎(chǔ)問題研究為目的的航天模型飛行試驗圓滿成功,標(biāo)志著中心正式構(gòu)建了一整套模型飛行試驗體系,形成了完整的航空航天模型飛行試驗?zāi)芰Α?/p>
科研試驗瞄準(zhǔn)未來戰(zhàn)場
走上試驗場就是上戰(zhàn)場,解決重大問題就是能打仗,完成科研試驗任務(wù)就是打勝仗。采訪中,中國氣動人如是說。
自主研制大型運輸機(jī),是我國航空工業(yè)的國家工程,為氣動人大顯身手提供了舞臺。針對大型運輸機(jī)的布局形式,科技專家王勛年帶領(lǐng)課題組創(chuàng)造性地發(fā)展了一整套風(fēng)洞試驗方法,完成了90%以上的氣動試驗,解決了大量關(guān)鍵氣動問題。
2013年1月,我國自主研制的大型運輸機(jī)首次飛行圓滿成功,得到了試飛員的高度評價。
一次次沖鋒,一次次突破!艱苦的某型飛機(jī)試驗,從低速到超聲速,歷時20年,完成3萬余次氣動試驗;某型導(dǎo)彈試驗,始終伴隨高溫、高壓、大電流、強輻射、有毒有害氣體的侵襲……氣動人堅持把風(fēng)洞試驗場對接一線戰(zhàn)場,用國家中心的使命擔(dān)當(dāng)不斷提升軍隊?wèi)?zhàn)斗力。
“十二五”以來,該中心風(fēng)洞運行20萬余次,試驗成果直接服務(wù)于裝備型號,成功解決了某型飛機(jī)、大型運輸機(jī)、“遼寧號”航母等重點型號研制中的大量關(guān)鍵氣動難題。(張強)








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