神奇的中國(guó)風(fēng)洞

劉　軍　王軍蓉　李國(guó)金　梁　峰

1980年5月18日，我國(guó)向南太平洋海域成功發(fā)射了一枚遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭，在西方引起一片震驚。某些軍事和航空航天專家們驚詫之余迅速作出判斷：中國(guó)“已經(jīng)建成高水平的飛行器空氣動(dòng)力試驗(yàn)機(jī)構(gòu)”。

這的確是一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，也是一個(gè)令西方某些大國(guó)意想不到又不得不接受的事實(shí)。

此后，隨著中國(guó)研制的火箭、新型飛機(jī)不斷升空和出現(xiàn)，那個(gè)被國(guó)外軍事觀察家稱為“高水平的飛行器空氣動(dòng)力試驗(yàn)機(jī)構(gòu)”也漸漸浮出水面。這就是為衛(wèi)星火箭等飛行器提供模擬試驗(yàn)的中國(guó)風(fēng)洞群。此時(shí)，它們正在西部大山深處高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

昨天的秘密今天的奇跡

古老的中國(guó)西部蜀道留下幾多古代豪杰鞠躬盡瘁難成偉業(yè)的悲嘆。

20世紀(jì)60年代，一群來(lái)自北京、沈陽(yáng)、哈爾濱的知識(shí)精英循著當(dāng)年諸葛孔明征戰(zhàn)的蜀道，來(lái)到“天府之國(guó)”一個(gè)鮮為人知的地方。經(jīng)幾十年艱苦奮斗，大山中崛起了一座座寄托中國(guó)人強(qiáng)國(guó)希望的神奇宮殿——亞洲最大的風(fēng)洞群。

風(fēng)洞試驗(yàn)簡(jiǎn)單講，就是依據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，將模型或?qū)嵨锕潭ㄔ诘孛嫒斯きh(huán)境里，使氣流流過(guò)來(lái)模擬空中各種復(fù)雜飛行狀態(tài)，獲得寶貴參數(shù)。因此風(fēng)洞試驗(yàn)是飛機(jī)、火箭等研制定型和生產(chǎn)的“綠色通道”。

對(duì)于新中國(guó)國(guó)防科技領(lǐng)域這一驚人成果，當(dāng)年曾出現(xiàn)一個(gè)戲劇性的“國(guó)際誤會(huì)”——當(dāng)國(guó)際上確認(rèn)中國(guó)已擁有標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家具備相當(dāng)航空航天器研制能力的風(fēng)洞后，美國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)專家一口咬定是前蘇聯(lián)幫著干的。直到若干年后，這個(gè)風(fēng)洞正式掛牌對(duì)外開(kāi)放之后，他們才真正發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)，在中國(guó)西部不但出現(xiàn)了一個(gè)自力更生的奇跡，還早已形成了一支龐大的中國(guó)自己的空氣動(dòng)力專家隊(duì)伍。

日前，循著當(dāng)年創(chuàng)造者的足跡，我們來(lái)到川西北一座大山深處，找到這些引導(dǎo)中國(guó)科技進(jìn)步的“隱形巨人”。風(fēng)洞專家告訴我們，這里是目前中國(guó)也是亞洲最大的風(fēng)洞群，擁有低速、高速、超高速風(fēng)洞和激波、電弧等各種風(fēng)洞，具備各類飛機(jī)、衛(wèi)星、運(yùn)載火箭及飛船等航空航天器空氣動(dòng)力研究試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

記者在現(xiàn)場(chǎng)了解到，風(fēng)洞主要分為高速風(fēng)洞群、低速風(fēng)洞群與超高速風(fēng)洞群，分別應(yīng)用于不同的研究試驗(yàn)范圍。風(fēng)洞周圍群山環(huán)抱，植被茂密。當(dāng)年出于形勢(shì)的需要，風(fēng)洞主要安置在巨大的人工山洞里。山洞綿延數(shù)公里，都是人工開(kāi)鑿的，其難度可想而知。現(xiàn)在我們?nèi)阅茉诼懵兜亩幢谏峡吹酱竽粗复值姆€(wěn)固性鋼筋條。據(jù)說(shuō)人工山洞堅(jiān)固性能抗8級(jí)以上地震。洞口掩映在綠樹(shù)叢中，毫不起眼。只有試驗(yàn)時(shí)那一陣陣巨大的轟鳴聲告訴前來(lái)參觀的人們，這里是航天航空“巨人”出生的“搖籃”。不過(guò)，如今新修建的風(fēng)洞已不需要山洞掩蔽，而是昂然矗立地面。

航空航天圣殿應(yīng)有自己的“監(jiān)察官”，發(fā)展尖端科技需有自己的“度量衡”

在這座剛掛牌的青少年國(guó)防教育基地里，讓人自然產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的民族自豪感——我們自行研制的先進(jìn)的“飛天利器”均在這里經(jīng)過(guò)風(fēng)洞測(cè)試。共和國(guó)創(chuàng)造的許多“科技奇跡”使世界諸強(qiáng)不敢小覷。

A研究所所長(zhǎng)告訴我們，空氣動(dòng)力學(xué)是航空航天工業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，風(fēng)洞試驗(yàn)作為它的主要研究手段，水平高低和一個(gè)國(guó)家的尖端科技包括國(guó)防軍事的強(qiáng)弱有著緊密聯(lián)系。

風(fēng)洞專家告訴我們，世界發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視發(fā)展空氣動(dòng)力試驗(yàn)研究機(jī)構(gòu)。德國(guó)早在1907年就成立了哥廷根空氣動(dòng)力試驗(yàn)院，并在1955～1975年20年間，不惜巨資修建了71座低速、高速、超高速和特種風(fēng)洞，在世界上率先研制出噴氣式飛機(jī)、彈道導(dǎo)彈；美國(guó)于1915年就成立了國(guó)家空氣動(dòng)力研究機(jī)構(gòu)，20世紀(jì)80年代推出的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃，技術(shù)上也是以世界上最先進(jìn)和龐大的風(fēng)洞群為保障的，并牢牢占據(jù)了世界航空航天領(lǐng)域的“霸主”地位。

新中國(guó)成立后，我們從零開(kāi)始發(fā)展航空航天事業(yè)。當(dāng)發(fā)達(dá)國(guó)家有了強(qiáng)大的空軍和不斷升天的飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星時(shí)，中國(guó)還在為買來(lái)的飛機(jī)苦苦思索：它到底能飛多高?作戰(zhàn)半徑有多大?爬行極限是多少?買來(lái)的飛機(jī)性能只有靠試飛員冒著生命危險(xiǎn)去摸索；設(shè)計(jì)的運(yùn)載火箭只能作實(shí)際試驗(yàn)；自己研制的飛機(jī)只能花大把外匯，拿到別人的風(fēng)洞里去作試驗(yàn)……一個(gè)數(shù)據(jù)、一個(gè)試驗(yàn)都要花很多外匯，還要看別人的臉色行事。往往試驗(yàn)人家給作，但風(fēng)洞不能進(jìn)，數(shù)據(jù)出來(lái)，對(duì)不對(duì)，能不能用，自己看著辦。可以說(shuō)，沒(méi)有自己的風(fēng)洞，已成為當(dāng)年制約我國(guó)航空航天業(yè)以及其他國(guó)防工業(yè)發(fā)展的瓶頸。

這里能圓“飛天夢(mèng)”這里通往強(qiáng)國(guó)路

在人類實(shí)現(xiàn)航空航天飛行的道路上，“音障”曾是一座險(xiǎn)峻的高峰，使飛行器很難達(dá)到超音速，而且容易造成機(jī)毀人亡。要戰(zhàn)勝它，必須事先借助風(fēng)洞的準(zhǔn)確試驗(yàn)，找出應(yīng)對(duì)辦法。

我國(guó)于20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始建造1.2米跨超聲速風(fēng)洞。因眾所周知的原因，我們現(xiàn)在看見(jiàn)的這座風(fēng)洞竟是建在200多米深的花崗石山洞中，這在世界風(fēng)洞建設(shè)史上都是罕見(jiàn)的。1.2米風(fēng)洞在建成后的14年時(shí)間里，共完成500余項(xiàng)課題和型號(hào)研究試驗(yàn)，吹風(fēng)10萬(wàn)余次，為我國(guó)國(guó)防工業(yè)的迅速崛起立下汗馬功勞，被譽(yù)為“功勛風(fēng)洞”。

毫無(wú)疑問(wèn)，風(fēng)洞越大，模型越大，試驗(yàn)誤差就越小。另外，隨著飛行器速度、機(jī)動(dòng)性、越來(lái)越多的外掛物等功能的增加，小型風(fēng)洞已無(wú)法滿足試驗(yàn)，只有求助于大型和特種風(fēng)洞。我國(guó)于1994年開(kāi)始建造亞洲最大的2.4米跨聲速風(fēng)洞，1998年底正式投入型號(hào)試驗(yàn)。它的建成使我國(guó)高速風(fēng)洞綜合試驗(yàn)?zāi)芰Q身世界先進(jìn)行列。我們步入比1.2米跨超聲速風(fēng)洞更先進(jìn)、應(yīng)用更廣泛的2.4米風(fēng)洞時(shí)，立即被這個(gè)龐然大物驚呆了。說(shuō)話間，一架飛機(jī)模型徐徐進(jìn)入風(fēng)洞準(zhǔn)備測(cè)試。模型在燈光下熠熠生輝。我們禁不住想摸一下。負(fù)責(zé)人連忙阻止說(shuō)：“只要沾上任何油脂、汗水、灰塵或發(fā)絲等雜質(zhì)，模型數(shù)據(jù)便會(huì)失之毫厘，實(shí)際操作中可就差之千里了?！?img align="left" hspace="20" lowsrc="20" src="https://cimg.fx361.com/images/2001/08/10/qkimagesjswzjswz2110jswz211005-5-l.jpg" vspace="20">

參觀中我們還見(jiàn)識(shí)了2米激波風(fēng)洞、200米自由彈道靶等一些特殊風(fēng)洞裝置。后者是空氣不動(dòng)模型動(dòng)，即用一種特制發(fā)射裝置在瞬間使模型快速運(yùn)動(dòng)，在幾十毫秒之間模擬出火箭、衛(wèi)星飛行的環(huán)境，求出飛行器需要的準(zhǔn)確參數(shù)。

該研究所所長(zhǎng)告訴我們，200米自由彈道靶和2米激波風(fēng)洞在我國(guó)戰(zhàn)略武器的研制和航天技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮了巨大而獨(dú)特的作用。隨著我國(guó)航空航天技術(shù)不斷拓展，高超聲速風(fēng)洞將起著越來(lái)越重要的作用。

我們還了解到，風(fēng)洞不僅適用于國(guó)防軍事工業(yè)，還更多地應(yīng)用于民用。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，低速風(fēng)洞在民用航空、風(fēng)能利用、建筑、環(huán)保等方面也起著巨大的作用。雄踞于此的8米×6米風(fēng)洞無(wú)疑是亞洲低速風(fēng)洞中的“大哥大”。據(jù)低速所所長(zhǎng)介紹，該風(fēng)洞自1977年建成以來(lái)，先后進(jìn)行了多枚通信衛(wèi)星、上海東方明珠電視塔、楊浦大橋等近千項(xiàng)地面風(fēng)載試驗(yàn)。一大批國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目相繼在風(fēng)洞里獲得合格與專利證書。

尾聲：不久前，我國(guó)自行研制的“神舟”號(hào)無(wú)人飛船發(fā)射升空。這是中華民族本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的又一信號(hào)。世界再次聚焦中國(guó)風(fēng)洞。我國(guó)航空航天事業(yè)和尖端科技從零起步，迅速取得巨大成就，風(fēng)洞試驗(yàn)功不可沒(méi)。

風(fēng)洞陳列室里，“長(zhǎng)征”火箭、“東風(fēng)”導(dǎo)彈、各種新型飛機(jī)、“神舟”號(hào)飛船……一個(gè)個(gè)令國(guó)人驕傲的神秘模型訴說(shuō)著一個(gè)個(gè)激動(dòng)人心的風(fēng)洞故事?！?原載《中國(guó)國(guó)防報(bào)》)