中國風洞群的特殊貢獻

    ●蒲國永　李國金　本報記者　范炬煒

    今年3月25日晚，一個白色的流線形物體從中國酒泉發射升空。

    全世界都注意到這次輝煌的發射。然而，某航太大國的太空和地面觀測網在緊密搜尋了十多個小時後，才找到了“神舟”三號飛船的軌道資訊。各國航太界專家紛紛就此發表感嘆：中國人的空氣動力技術已躍升至世界先進水準。

    是的，從我國第一枚導彈發射到第一顆人造衛星上天；從第一枚運載火箭飛向太平洋到第一艘宇宙飛船遨遊太空……每一項“驚世之作”的誕生，都在證明著中國空氣動力研究水準與試驗能力的迅速提高，都銘刻著中國空氣動力研究中心作出的特殊貢獻。

    6月下旬，記者來到位於西南大山深處的空氣動力研究中心，來到鑲嵌在重巒疊嶂中的亞洲最大風洞群，再次聆聽中國空氣動力研究事業發展迅捷的腳步聲。

    導彈、戰機首先在這裡飛行

    群山連綿，植被茂密。從外表看，很難想像山裏有洞，洞裏臥虎藏龍。這些人工開鑿的巨大山洞綿延數公里，橫貫幾座山，構成了目前中國也是亞洲最大的風洞群，包括低速風洞群、高速風洞群和超高速風洞群，分別應用於不同的研究試驗範圍。

    2.4米2.4米的大型風洞，是亞洲最大的跨聲速風洞。走進這個世界級的大風洞，只見一枚國産新型導彈模型正在接受嚴格的氣動試驗。站在現代化的測試大廳，聆聽著滾滾風雷的咆哮，看著試驗數據在大螢幕上不斷跳動，記者的血液一下子沸騰起來。

    風洞試驗，簡單講就是依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為製造氣流流過，以此模擬空中的各種複雜飛行狀態，獲取試驗數據。這是現代飛機、導彈、火箭等武器研製、定型的“必由之路”。

    在高速風洞研究所的陳列室裏，一排排“長征”系列運載火箭，各種新型作戰飛機，各種戰略、戰術導彈的模型，看得人眼花繚亂。研究所負責人告訴記者，空氣動力學是航空、航太工業的基礎學科。風洞試驗作為它的主要研究手段，其水準高低與一個國家的尖端科技、尤其是國防軍事實力的強弱緊密相關。

    因此，世界發達國家都非常重視發展空氣動力試驗研究機構。據了解，德國在1907年就成立了“哥廷根空氣動力試驗院”，並在此後不惜鉅資修建了一批低速、高速、超高速和特種風洞，在世界上率先研製出噴氣式飛機、彈道導彈；美國于1915年就成立了國家空氣動力研究機構。

    新中國從零開始發展航空航太事業時，風洞成為制約技術發展的“瓶頸”。當發達國家擁有了高性能的飛機、導彈時，中國自己研製的飛機、設計的導彈只有花大量外匯，拿到別國的風洞去做試驗，還要看別人的臉色行事。而今天，任何先進的導彈、飛機，都可以在中國自己的風洞裏拿到出廠的“通行證”。僅去年，中心的高速風洞研究所就先後試驗解決了數百個技術問題，吹風試驗5次打破歷史最高紀錄。

    風洞人告訴記者，這些先進裝備都是從這裡的風洞“吹”出去的。他們説，那還只是“當年勇”，此刻我們所在的2.4米2.4米風洞，是1997年12月首次通氣試驗宣告建成的。在這座大型風洞裏，任何導彈、戰機的模擬狀態都更加接近實際飛行，可獲得更為準確的試驗數據。目前，我軍的新型導彈、戰機，都將首先從這裡起飛，去精確命中目標、去自由翱翔藍天。

    太空飛船首先在這裡遨遊“蒼穹”

    大大小小的“神舟”飛船返回艙模型在記者面前擺了一大片，數一數，足足有100多個。那邊還放著今年5月剛剛發射升空的“海洋”一號和“風雲”一號衛星模型。

    這是在中心的超高速風洞研究所。在寬敞明亮的試驗大廳裏，該所負責人告訴記者，航太技術是大國地位和國防實力的展示，而所有的航太飛行器，包括“ 神舟”飛船及其逃逸塔、返回艙等，都先要在風洞裏“遨遊太空”。尤其是飛船返回艙，在返回地球的過程中要穿越大氣層，受到摩擦産生的高溫及風、雨、雷、電影響，因而不僅其外型設計要經過“吹風”，其防熱材料的選擇也需經過多次風洞試驗。

    記者看到，經過加工製作的“神舟”返回艙模型，被科研人員送進電弧風洞，進行“熱環境燒蝕”模擬試驗。洞內高達幾千攝氏度的高溫氣流，將模型外殼的防熱材料燒成了明顯的“蜂窩”狀。技術人員介紹説，返回艙外殼的防熱材料不僅要耐高溫，而且對其燒蝕後的形狀、均勻度等都有苛刻的要求。為選擇最佳材料，這裡已反覆進行了上千次的試驗。

    矗立在另一邊的激波風洞和1.2米1.2米風洞，也是完成飛船返回艙試驗的 “功勳風洞”。激波風洞是國內最大的、可在短時間運作的脈衝型超高速氣動力、氣動熱試驗設備，能模擬6~16倍音速的高速飛行器飛行環境，為飛行器在太空中飛行的空氣動力特性研究提供準確數據。在1.2米1.2米風洞中，“神舟”飛船、返回艙、逃逸塔等大量模型經歷了數千次的氣動試驗、獲取了數萬個技術參數。通過反覆提取試驗數據、多次修改設計方案，才迎來中華“神舟”飛天的輝煌一刻。

    4月1日，記者曾在“神舟”飛船著陸場目擊“神舟”三號返回艙著陸，親眼看到懸挂返回艙的90多根傘繩依次排列，沒有一點纏繞。現場的專家稱，不僅返回艙外殼材料的燒蝕達到最佳狀態，著陸姿態也達到了最佳狀態，説明飛船的空氣動力試驗達到了很高水準。

    可以預見，在不久的將來，從這洞中飛出的“神舟”四號、“神舟”五號… …也將在茫茫太空寫下神奇的篇章。

    躋身國民經濟主戰場

    漫步大大小小的風洞群，記者的目光被一座8米6米、長達237米的龐然大物所吸引———這就是亞洲尺寸最大的低速風洞。這條盤踞在大山溝裏的“巨龍” ，曾榮登國家科技進步獎的金榜。我國的東方明珠電視塔、西安倣古塔、成都萬人體育館等著名高層建築，就是從這裡獲得“準生證”的。

    低速風洞研究所的負責人告訴記者，利用空氣動力學研究手段，對高層建築、複雜外形建築及橋梁等的風載風振現象進行風洞模擬試驗，可以為抗風、抗振設計提供可靠的依據。

    據説，對建築物的第一次“風動”警告來自30多年前的美國。1971年，由美國著名橋梁專家設計建造的第一座斜拉索橋在強颱風中扭曲折斷。

    1979年，中心承接了對紅水河鐵路橋模型的風洞試驗，揭開了我國民用建築抗風研究第一頁，風洞的應用範圍自此由單一的軍工産品，拓展到廣闊的國民經濟主戰場。

    在這裡的試驗大廳裏，擺放著上海東方明珠電視塔、北京新首都機場候機樓、廈門海滄大橋等許多精巧漂亮的建築模型。技術人員説，東方明珠塔在設計之初，就在低速風洞中進行了上千次模型吹風試驗，並修改了設計。1994年8月，一場強颱風襲擊我國東南沿海地區，許多高層建築在風中倒塌，而東方明珠塔卻安然無恙。北京新首都機場樓經風洞試驗後發現，大樓一側出現負壓，修改設計後才破土動工。廈門海滄大橋是廈門市有史以來建設的最大一座橋，中心對該橋的模型進行了全面氣動試驗，對設計提出明確修改意見，確保深受颱風災害之苦的廈門人民用上放心橋。

    磁懸浮高速列車、新一代中型載貨汽車也是從這裡啟程的。我國的解放牌和東風牌中型載貨汽車，造型曾幾十年不變，其氣動阻力系數比國外同類汽車要高出20%，燃料消耗要多出10%。“八五”期間，東風汽車技術中心與空氣動力研究中心合作攻關，經4年努力設計出了新車型，其氣動阻力和耗油量指數分別接近和達到國際先進水準。

    亞洲雄風笑迎新挑戰

    前些年，對於中國的空氣動力研究成就，曾鬧過一場頗具戲劇性的“國際誤會”———當國際上確認中國已擁有相當水準的空氣動力研究設施時，美國人一口咬定是蘇聯幫著幹的，而俄羅斯人則堅信是美國暗中幫的忙。若干年後，他們才不得不承認，這是中國人自力更生創造的奇跡。

    20世紀60年代，一群來自北京、瀋陽、哈爾濱的知識精英，來到這片深山溝，開始了艱苦的創業。如今，這裡已建起亞洲最大的風洞群，擁有低速、高速和超高速等各類風洞，具備各種飛機、導彈、衛星、運載火箭及太空飛船等航空航太飛行器的空氣動力研究試驗能力。世界著名空氣動力學家、法國宇航院院長奧裏維爾博士來此參觀後感嘆：“我確信，這是一項能使中國走向巨大成功的世界性成就！”

    然而，中國風洞人絲毫沒有自滿。在空氣動力中心的幾天裏，記者發現所有 “風洞人”都在緊張忙碌著。科研一線的技術人員介紹説，隨著現代軍事科技的飛速發展，各種新式武器裝備迅速出臺亮相，我們的風洞群已難以完全適應新裝備發展的需要。因此，一場大規模的技術改造正在這裡展開。

    記者看到，某新型導彈在經過改進的風洞環境中，正進行新一輪的試驗。它要經過風、雨、雷、電、火、沙等各種條件下的嚴格考驗。

    一座座風洞，一座座豐碑。近年來，空氣動力研究中心靠人才建洞，在建洞中育人，培養出一大批年輕的高素質人才。在這裡，記者時時能感受到拼搏者的自豪、奉獻者的胸懷和開拓者的蓬勃朝氣。

    在世界航空航太領域，中國“風洞人”將闖出一片更加廣闊的發展空間。

    （解放軍報 2002年07月10日 第9版）