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敢驭长风过洞天

2005-05-11 来源:光明日报 作者:特约记者刘程通 讯员蒲永国 记者喻国英 我有话说

图为刘政崇检测风洞柔壁喷管。周健摄

我国第一代空气动力学和风洞研究设计专家刘政崇的崇高人格和优秀事迹,在地处祖国西南的空气动力研究基地传为美谈。

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sp;   挑重担义无反顾

空气动力学是发展航空航天技术及其他工业技术的一门基础学科,风洞是空气动力学研究和飞行器研制的最基本的试验设备。60年代中期,我国第一个跨声速风洞某关键技术面向全国招标,由于我国风洞设计技术严重滞后,没有一个单位敢承接这个项目,而刘政崇义无反顾地担起这副重担,在祖国西南的崇山峻岭中,开始了我国风洞设计建设的艰难跋涉。

70年代中期,为适应航空航天事业发展,国家一度准备从国外引进一座跨声速风洞。但仅其中一项具有世界先进水平的关键技术设备,对方就开价560万美元。不服输的刘政崇向着这个“世界领先”发起冲击。他带领联合设计组的同事,夜以继日,不懈攻关,投入仅500万元人民币,就获得成功。

2001年,刘政崇本可以调回风景如画的故乡大连,但他选择留在山沟里工作,同时担起四座有深远意义的大型风洞总设计负责人的重任。

    攀高峰永不停步

刘政崇常说,创新,是一名科技工作者的天职。他瞄准我国航空、航天空气动力研究最迫切解决的问题,不断攀登科研高峰,永不停步。

70年代,空军提出研制新型战斗机的设想。按照国际惯例,这种飞机的研制需要在跨超声速风洞中进行2万次以上不同速度的吹风模拟试验。而喷管就是跨超声速风洞产生均匀高速气流的重要部件,被称作跨超声速风洞的“心脏”。欧美一些发达国家,无不拥有性能先进的跨超声速风洞,其重要标志就是采用了“柔壁喷管”,使一座风洞可以模拟跨超声速区域内任何一个速度,从而满足战斗机研制试验的需要。而当时我国的风洞仍采用落后的“固块喷管”,不但试验成本极其昂贵,且获取的数据量非常有限。刘政崇攻克柔板型面与喷管理论气动型面吻合的重复性、喷管内腔密封、柔板型面静调和动调等3大关键技术,成功地在0.3米跨超声速风洞中研制了我国第一个柔壁喷管,填补了我国风洞建设史上的空白。他首创采用测微准值望远镜与自行设计的游标工具尺和5自由度机构静调装置相结合的测量方法,实现柔板型面的高精度测量,大大提高了风洞获取试验数据的精确度,使我国跨超声速风洞柔壁喷管技术达到世界先进水平,被世界著名空气动力学家、法国宇航院院长奥里维尔先生誉为“世界性成就”。

跨声速范围是气流变化最为复杂的一个领域,也对飞行器的气动性能影响最为强烈。由于这一研究领域的尖端性和复杂性,仅有少数发达国家拥有2米量级的跨声速风洞。1995年,刘政崇担起设计这座亚洲最大的2.4米跨声速风洞的重任。他们进行了800余次模拟试验,掌握风洞气动结构和总体布局上的11项重大关键技术;随后,刘政崇突破常规,在国际上首创采用中压气源驱动的多喷管引射器方案,实现跨声速风洞常压与增压运行,试验雷诺数为世界常规跨声速风洞之最。他还成功实现马赫数和总压的独立控制,马赫数和总压控制精度达到国际先进水平,创造了世界风洞建设史上“时间最短、投资最少”两个第一。这座风洞的建成,为我国载人航天事业和我军高新武器装备的研制建设做出重大贡献。

2000年,年近60岁的刘政崇担任我国第一座直径为5米的立式风洞建设的总设计师,提出5项原始创新方案,突破快速调节、风扇变矩、主流阻尼器、旁路调节器4大关键技术;2001年,他担任4.5米直流式立式风洞及其引导式风洞的总设计师,开创直流开口射流布局方案,为这一风洞的研制成功奠定坚实的基础;2002年,他担任了2米超声速风洞的副总设计师,为我军高新武器装备的研制成功提供新的试验平台。

    作表率冲锋在前

刘政崇几十年如一日,对党的事业极端负责,一丝不苟。1997年,2.4米跨声速风洞运动部件在兰州某厂加工。为确保其质量,刘政崇天天扑在施工现场,常常连续工作十几个小时。他在2.4米跨声速风洞设计中坚持严把成本工艺、数据计算、试验研究、现场施工“四关”,先后审校设计图纸10000多张,专业技术文件400余份,纠正大到数据、小到标点的差错300余次,使这一庞大的工程建设项目没有出现任何大的疏漏。担任多个重大风洞设计项目的总设计师后,刘政崇从风洞建设总设计图到零部件图,从方案论证、成本核算到建设的工艺性、可行性和建成后的使用维护等,方方面面都事必躬亲仔细琢磨,做到“零差错”。

风洞设计建设异常艰苦,刘政崇总是身先士卒,冲锋在前。某跨声速风洞试验当天,当8088吨水注入到4个大气压时,风洞一个支撑点突然传来巨大的断裂声;刘政崇临危不惧,第一个冲上前去检查故障部位,及时、果断和准确地进行处理。水压试验获得圆满成功后,他又进入洞中仔细检查每一个阀门的安全性能和受力状况,认真记录下详细的数据。举行庆功宴会时,基地领导发现刘政崇不在,忙派人到试验现场寻找,才发现刘政崇已经倒在椅子上睡着了。

    名词解释

风洞产生人工气流的管状设备,用来模拟飞行器在空气中运动状态的试验装置。风洞可分为低速、亚声速、跨超声速、高超声速等;按回路分类,风洞可分为直流式、回流式;按运行时间分类,风洞可分为连续式、暂冲式。

风洞试验 风洞试验是依据运动的相对性原理,将被试验对象制作成模型或直接放置于风洞管道内,通过驱动装置使风道产生一股人工可控制的气流,模拟空中各种复杂的飞行状态,进而获得相关性能参数,以确定飞行器的机动性、操作性、稳定性,最后决定飞行器的布局。

    空气动力学 空气动力学是研究空气自身运动和空气与物体相对运动时相互作用的现象和规律及其应用的一门技术科学。其研究手段主要有三种:风洞试验、数值计算和模型飞行试验。根据空气动力学研究的对象与用途的不同,可分为“飞行器空气动力学”和“工业空气动力学”。基地的研究试验工作以前者为主,兼顾后者的研究和发展。空气动力学的每一次重大技术突破,都引发飞行器的升级换代。例如空气动力学对“音障”的突破,产生了超音速飞行器;空气动力学对“热障”的突破,产生了高超声速飞行器等。

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