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JF-22超高速风洞2022年将建成 科研团队经过几代人传承一路攻关

央视网消息:今年是中国共产党建党一百周年,也是“十四五”开局之年,新时代赋予新使命,新征程呼唤新作为。无论是加快科技自立自强、破解“卡脖子”难题,还是强化国家战略科技力量、推动高质量发展,广大科技工作者使命在肩、责任重大,力争成为新时代的创新尖兵。从今天(8月22日)开始,朝闻天下推出系列报道《创新源动力》。

在位于北京的怀柔科学城,有这样一支科研团队,他们在钱学森、郭永怀部署的战略方向上一路攻关,经过半个多世纪几代人的传承,打造出了国际最大、整体性能最先进的激波风洞,为我国航空航天事业的发展作出了巨大贡献。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:现在从下一步我们就开始调试了,真正出问题就在调试这一段,大家要非常非常地提高警惕,我们从低压到高压,从空气到燃气,一步一步往前走,要确保我们安全。

姜宗林和团队正在安装调试的这个大装置就是国际上最先进的超高速风洞JF-22。作为研制新一代飞行器的摇篮,JF-22超高速风洞可以复现40到100公里高空,时速最高达10公里/秒、相当于约30倍声速的飞行条件。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:我们现在坐飞机飞马赫数比如说0.8倍的声速,那么我们战斗机可以飞到2.5倍的声速。如果我们做出来高超声速飞机,比如说5倍到10倍的声速在大气层里飞,一两个小时实现全球任何一个地方可以到达。

这支激波风洞的攻关队伍源于上世纪五六十年代。在钱学森和郭永怀的战略部署下,中科院力学所组建起我国第一支高超声速激波风洞的科研攻关队。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:钱先生跟郭先生现在来看是大师风范,高瞻远瞩,预见到将来国家需要这样一种技术。有了风洞就相当于一个飞行器的摇篮,我们才能做发动机做飞行器,这是我们团队的初心,也是我们团队五六十年来一个奋斗目标。

如果沿用国际通行的技术,激波风洞的研究就只能一直跟在国外后面模仿,所以科研团队选择了爆轰驱动,而这条技术路线在国际上早已被放弃。通过几十年攻关,老一辈科学家实现了爆轰驱动的理论创新,通过反向爆轰加卸爆段的方式,成功解决了爆轰气流不平稳的问题。紧握老一辈科学家的接力棒,姜宗林带领团队从上世纪90年代末开启了大型爆轰驱动激波风洞的攻关。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:风洞立项的时候,很多人就说你这个风洞做不成,你会浪费国家的钱。我们经过了10年的考验,通过这样一个漫长的过程,我们认为这种技术是可用的,这种理论是对的。

从高温材料到异型构造再到传感器设计,科研团队在无人区反复探索,终于实现了从理论创新到技术创新的跨越。2012年,总长265米、试验段直径达3.5m的JF-12复现风洞研制成功,可复现5—9倍声速的飞行条件,实验时间超过100毫秒,比其他同类型的激波风洞提高1个量级,成为国际最大、整体性能最先进的激波风洞,为我国航空航天重大任务研制提供了关键支撑。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:一种技术需要10年20年甚至更长的时间去做,所以你得耐得住寂寞,另外一种创新的东西不会被大家认知,所以你还得能忍受着批判,你还得经受住风雨。所以只有这几点的话,我觉得你才能从理论到技术、从技术到工程,然后从工程去解决国家的重大问题。

JF-12激波风洞建成运行后,数据指标得到行业的高度认可,姜宗林却因劳碌过度生了一场大病,切掉了部分肺叶。躺在病床上的姜宗林却又马不停蹄开始了新一代激波风洞的论证研究。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:共产党员还是(要起)一个模范带头作用,因为你毕竟做着前所未有的工作,研究着前所未有的问题。我们做JF-22风洞的一个最基本的思想,奔着国家这样一个天地往返系统,如果做成之后可以把我们现在卫星发射、航天器发射的费用减掉90%。

中科院力学所副研究员 怀柔激波风洞现场负责人 韩桂来:我们这个团队里大概超过80%的成员都是党员。从钱学森先生、郭永怀先生一直到俞(鸿儒)先生,到姜老师,那么整个的我们所看到的实际上是党员的这种先锋模范的带头作用,老科学家的精神,然后一直传承到现在。在他们的心目当中,他们都是要来报效这个国家,他们很少去计较个人的得失,他们对我们的影响是非常大的,所以我们也在跟着他们的脚步在往前走,我们也希望能够在未来的几十年当中,把我们的青春、把我们的梦想奉献在这里。

作为姜宗林的学生,韩桂来全程参与了JF-12复现风洞的研制。在最新攻关的JF-22超高速风洞研究中,韩桂来已经成为了整个项目的现场负责人,他的目标是和团队一起建成这个前所未有的超大型激波风洞。

中科院力学所副研究员 怀柔激波风洞现场负责人 韩桂来:我们的国家已经很强大,但是我们的国家在未来还要复兴,民族还要复兴,那么我们需要把我们个体的才能在这个地方淋漓尽致地发挥出来,这也是我们的信念。

       中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:只有把你的研究跟国家需求结合起来,它才有高度;只有把你的研究跟民族的需求结合起来,你才有长度。 播放视频画中画

风洞被誉为是飞行器的摇篮,那么风洞究竟是如何工作的?正在建设的JF-22超高速风洞又有哪些特点?一起来了解。

中科院力学所副研究员 怀柔激波风洞现场负责人 韩桂来:风洞是这样,飞行器在天上飞,空气不动,但是我在地面上的时候,我没有办法让飞行器去飞或者这个飞行器还没有研究出来,然后我就做一个飞行器的模型固定在这,然后在风洞里头产生高速的气流来吹这样一个模型,模拟它在天上飞的过程,这个就是风洞。

爆轰驱动超高速高焓激波风洞简称为JF-22超高速风洞,项目于2018年3月正式启动,现在已进入现场安装阶段,完成真空舱、试验舱和喷管的安装,并通过专家组中期检查。

中科院力学所研究员 怀柔激波风洞项目负责人 姜宗林:JF-22最核心的技术就是通过正向爆轰驱动器为激波风洞提供平稳的驱动气流,有这个技术之后,这个风洞的试验能力要比JF-12驱动能力提高10倍。

作为一座超大型激波风洞,JF-22超高速风洞的研发目标是针对天地往返飞行技术领域的国家重大需求和高温气体动力学学科的前沿探索,解决超高速飞行技术的试验研究问题。2022年建成后,JF-22将与JF-12风洞构成能够覆盖全部高超声速飞行走廊的、具有国际领先水平的地面气动实验平台。

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