俞鴻儒：“炸”出地面上的“天空”

2024年4月，96歲的中國(guó)科學(xué)院院士、空氣動(dòng)力學(xué)家俞鴻儒，獲評(píng)“感動(dòng)中國(guó)2023年度人物”。他投身風(fēng)洞研究六十余載，是我國(guó)激波管、激波風(fēng)洞研究及應(yīng)用的開(kāi)拓者之一，被譽(yù)為“中國(guó)激波風(fēng)洞第一人”，為國(guó)家科學(xué)事業(yè)作出了突出的貢獻(xiàn)。其成就正如《感動(dòng)中國(guó)》組委會(huì)給予他的頒獎(jiǎng)詞所言：“做別人不敢做的，做別人做不成的。他獨(dú)辟蹊徑，一往無(wú)前。撥開(kāi)科學(xué)的霧，蕩去歲月的塵，我們看到一位科學(xué)家黃金般的心！”

“炸”出一條新路

俞鴻儒1928年出生于江西省廣豐縣一個(gè)普通家庭。他從小就對(duì)科學(xué)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，父母也一直鼓勵(lì)他好好學(xué)習(xí)，長(zhǎng)大后成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。自強(qiáng)報(bào)國(guó)的種子，就這樣種進(jìn)了他的心里。大學(xué)畢業(yè)后，俞鴻儒考入中科院力學(xué)研究所，師從“兩彈一星”元?jiǎng)?、著名力學(xué)家郭永懷，開(kāi)始踏上風(fēng)洞研究之路。

風(fēng)洞是在地面上人為地造出“天空”，是航空航天領(lǐng)域最基礎(chǔ)的科研平臺(tái)，也是研制航天器必不可少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。它能夠產(chǎn)生可控制氣流，模擬飛行器在空中飛行的復(fù)雜狀態(tài)，從而發(fā)現(xiàn)其中的設(shè)計(jì)缺陷，因此也被稱(chēng)作飛行器的“搖籃”。一件飛行器的成功研制，往往需要經(jīng)過(guò)成百上千次的風(fēng)洞試驗(yàn)。隱身戰(zhàn)機(jī)殲-20、“神舟”系列飛船、“東風(fēng)”系列導(dǎo)彈……這些國(guó)之重器橫空出世前，都曾經(jīng)過(guò)風(fēng)洞的檢驗(yàn)。

1958年，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所成立激波管組，年僅30歲的俞鴻儒擔(dān)任組長(zhǎng)。這是一項(xiàng)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的工作，首先面臨的就是科研經(jīng)費(fèi)短缺的問(wèn)題。當(dāng)時(shí)國(guó)際上的風(fēng)洞建造費(fèi)昂貴、耗電量驚人，一座大型高超聲速風(fēng)洞的耗電量幾乎能夠達(dá)到一座中小型城市的耗電量。新中國(guó)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、電力資源緊張，顯然不具備直接效仿國(guó)外風(fēng)洞發(fā)展模式的條件。

俞鴻儒冥思苦想后，決定選擇氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)方式來(lái)快速建立我們自己的風(fēng)洞技術(shù)平臺(tái)。這種方式雖然費(fèi)用低，但極易發(fā)生爆炸，危險(xiǎn)程度非常高。錢(qián)學(xué)森、郭永懷都支持他放手一搏，只是提了一個(gè)要求：絕不能有人受傷。不出所料，試驗(yàn)中多次發(fā)生爆炸事故，門(mén)窗都被炸飛過(guò)。最嚴(yán)重的一次，巨大的沖擊力竟把臨時(shí)搭建的實(shí)驗(yàn)室都炸開(kāi)了，幸虧俞鴻儒逃離及時(shí)才沒(méi)有受傷。令他備受鼓舞的是，錢(qián)學(xué)森和郭永懷得知情況后非但沒(méi)有責(zé)難他，反而對(duì)他提出表?yè)P(yáng)，還給他吃了“定心丸”?！胺孔诱ǖ袅丝梢栽偕w，但不弄清爆炸原因，就不能更好預(yù)防。只要人不受傷，發(fā)生意外了我們擔(dān)著?！?/p>

危險(xiǎn)的科學(xué)探索持續(xù)進(jìn)行著。每次試驗(yàn)時(shí)，俞鴻儒總是叫同事們跑得老遠(yuǎn)；每次爆炸后，所里也總會(huì)及時(shí)送來(lái)材料把炸壞的地方給補(bǔ)上。在一次次試驗(yàn)中，俞鴻儒不斷總結(jié)、分析、研究、改進(jìn)，克服了重重困難，終于為我國(guó)風(fēng)洞研究“炸”出了一條新路。1969年，我國(guó)第一座大型高超聲速風(fēng)洞——JF-8激波風(fēng)洞建成，其性能堪比國(guó)際大型激波風(fēng)洞，卻只花費(fèi)了8萬(wàn)元加工費(fèi)。JF-8激波風(fēng)洞的建成恰逢其時(shí)。當(dāng)時(shí)中國(guó)研制的導(dǎo)彈、火箭等飛行器陸續(xù)進(jìn)入攻堅(jiān)階段，急需大型風(fēng)洞的檢驗(yàn)。JF-8激波風(fēng)洞及時(shí)解決了航空航天領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)裝置不足的問(wèn)題，之后在這里淬煉過(guò)的航天器不勝枚舉，東風(fēng)五號(hào)彈道導(dǎo)彈便是其中之一。

再攀新的高峰

科研之路永無(wú)止境，俞鴻儒也從未因已有的成就而止步不前。在地面上造“天空”，在他看來(lái)，前路就像天空一樣廣闊、無(wú)垠。他對(duì)自己只有一個(gè)要求：盡量給國(guó)家干點(diǎn)事兒。

20世紀(jì)80年代，為了開(kāi)展高超聲速飛行試驗(yàn)，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛籌建大型自由活塞驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞。但是這種風(fēng)洞造價(jià)高昂，操作起來(lái)很困難，重復(fù)性很差。俞鴻儒于是顛覆性地提出，用爆轟驅(qū)動(dòng)方式來(lái)產(chǎn)生高焓實(shí)驗(yàn)氣流。爆轟是一種特殊的爆炸現(xiàn)象，能產(chǎn)生高速、高溫、高壓、高能、高沖擊力的沖擊波，是氫氧燃燒實(shí)驗(yàn)中盡力避免的現(xiàn)象。俞鴻儒卻想馴服爆轟，讓它聽(tīng)話(huà)，這個(gè)瘋狂的想法遭到了大家的一致反對(duì)。但俞鴻儒堅(jiān)定地說(shuō)：“我不怕反對(duì)，沒(méi)人反對(duì)，就可能是平庸的工作。”

爆轟驅(qū)動(dòng)的危險(xiǎn)性極高，明明知道危險(xiǎn)，為什么還要去試？俞鴻儒摘抄在筆記本上的一句話(huà)，或許就是答案所在：“科學(xué)正是要研究我們所不知道的東西?！?988年，俞鴻儒在德國(guó)完成爆轟驅(qū)動(dòng)的原理性實(shí)驗(yàn)，回國(guó)后形成了較為成熟的爆轟驅(qū)動(dòng)方法。十年磨一劍，1998年，他終于成功證明了爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞的可行性，領(lǐng)導(dǎo)建成了國(guó)際上第一座爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞JF-10，為我國(guó)高超聲速風(fēng)洞的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。爆轟驅(qū)動(dòng)后來(lái)成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，歐美國(guó)家也開(kāi)始逐漸采用這一技術(shù)來(lái)改造或者建造自己的風(fēng)洞。

在俞鴻儒的指導(dǎo)下，2012年，我國(guó)又建成了國(guó)際首座復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件的超大型激波風(fēng)洞JF-12，實(shí)現(xiàn)了從“模擬”到“復(fù)現(xiàn)”的跨越，為航空航天重大任務(wù)研制提供了關(guān)鍵支撐。俞鴻儒解釋?zhuān)^“復(fù)現(xiàn)”，就是把“天”移到“地”上。JF-12風(fēng)洞總長(zhǎng)達(dá)到265米，由于采用了俞鴻儒獨(dú)創(chuàng)的爆轟驅(qū)動(dòng)技術(shù)，建設(shè)費(fèi)用比國(guó)外同類(lèi)風(fēng)洞降低了很多，卻將有效試驗(yàn)時(shí)間提升到100毫秒，創(chuàng)下了世界紀(jì)錄。

當(dāng)JF-12風(fēng)洞獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)時(shí)，俞鴻儒卻堅(jiān)持將自己的名字寫(xiě)在最后一位。他說(shuō)：“工作要一代一代接下去，年輕人做完有成就感、有威望和威信，工作就好開(kāi)展了。人的時(shí)間有限，誰(shuí)也不能干一輩子，這個(gè)工作沒(méi)人接手可不行?！蹦赀^(guò)八旬的他依然謹(jǐn)記導(dǎo)師郭永懷的教導(dǎo)：“國(guó)家的科學(xué)事業(yè)需要我們來(lái)做鋪路石。”

2015年，87歲的俞鴻儒榮獲“錢(qián)學(xué)森力學(xué)獎(jiǎng)”。這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是為紀(jì)念我國(guó)載人航天奠基人、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)創(chuàng)始人之一錢(qián)學(xué)森而設(shè)立的，旨在獎(jiǎng)勵(lì)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得重大成就的中國(guó)力學(xué)工作者。拿到這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，俞鴻儒非常高興。他說(shuō)：“我以前就跟著錢(qián)學(xué)森先生學(xué)、跟著郭永懷先生學(xué)，拿到這個(gè)獎(jiǎng)好像與他們的關(guān)系又緊密了一點(diǎn)兒?！?/p>

90歲時(shí)，俞鴻儒才正式退休。在家的日子，他經(jīng)常戴上老花鏡在一張用了40年的桌子上翻看報(bào)紙和書(shū)籍，還時(shí)不時(shí)做點(diǎn)兒筆記。他說(shuō)：“新的知識(shí)和新的思考，總是不嫌多?！?但凡后輩有問(wèn)題請(qǐng)教，他都會(huì)積極給予建議，繼續(xù)以鋪路石的姿態(tài)引領(lǐng)著新一代風(fēng)洞人沿著老一輩科學(xué)家的足跡，在高超聲速領(lǐng)域不斷前行。