提升基礎(chǔ)研究平臺能力，支撐液體動力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

譚永華

（航天推進(jìn)技術(shù)研究院，陜西西安710100）

0 引言

基礎(chǔ)研究是指認(rèn)識自然現(xiàn)象、揭示自然規(guī)律，獲取新知識、新原理及新方法的研究活動。包括以認(rèn)識自然現(xiàn)象、揭示客觀規(guī)律為目的的探索性基礎(chǔ)研究，以解決國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及科學(xué)自身發(fā)展中重大科學(xué)問題為目的的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[1]。

液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究是探索液體火箭發(fā)動機(jī)工作時所發(fā)生的流動、傳熱及燃燒等過程的基本規(guī)律和掌握發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)動、靜力學(xué)特性和力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性的研究工作。液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究涵蓋液體火箭發(fā)動機(jī)熱過程技術(shù)和液體火箭發(fā)動機(jī)力學(xué)與環(huán)境技術(shù)等領(lǐng)域。其研究內(nèi)容涉及液體推進(jìn)劑噴霧燃燒過程、工質(zhì)與結(jié)構(gòu)間復(fù)雜傳熱過程、液體推進(jìn)劑物理化學(xué)特性、流體流動過程（如渦輪泵中復(fù)雜流動過程）、發(fā)動機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)動靜力學(xué)特性與力學(xué)環(huán)境、發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)、特種密封技術(shù)及工藝制造技術(shù)等。

世界航天技術(shù)發(fā)展的歷史經(jīng)驗表明，基礎(chǔ)研究是推動液體動力技術(shù)進(jìn)步的先導(dǎo)和提升自主創(chuàng)新能力的平臺。在太空經(jīng)濟(jì)時代來臨的大背景下，為不斷提高我國液體動力技術(shù)水平以更好滿足國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)需求，應(yīng)大力加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。在這一重要領(lǐng)域如沒有堅實基礎(chǔ)和重大建樹，缺乏原始創(chuàng)新能力，將很難在未來日益激烈的全球化航天科技競爭中取得優(yōu)勢和主動地位。

1 液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究在型號研制中的地位和作用

在我國液體動力技術(shù)發(fā)展過程中，科技人員在相對有限的條件下，充分挖掘?qū)嶒炘O(shè)備潛力，開展了大量基礎(chǔ)研究。在液體動力技術(shù)基礎(chǔ)理論與設(shè)計準(zhǔn)則創(chuàng)建、提高航天產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性、支撐關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及引領(lǐng)液體動力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。

1.1 基礎(chǔ)理論與設(shè)計準(zhǔn)則的創(chuàng)建

多年來，開展了液體推進(jìn)劑物理化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)動力學(xué)特性、熱力和輸運(yùn)參數(shù)計算方法、噴霧燃燒特性、燃燒不穩(wěn)定性抑制技術(shù)、傳熱特性、組合件性能計算方法、噴管造型、低溫推進(jìn)劑技術(shù)及結(jié)構(gòu)力學(xué)特性等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，提出了我國液體火箭發(fā)動機(jī)性能和強(qiáng)度計算方法，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算軟件，制定了液體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計規(guī)范。

此外，還在液體火箭發(fā)動機(jī)試驗及工藝技術(shù)領(lǐng)域開展了基礎(chǔ)研究，范圍涵蓋液體火箭發(fā)動機(jī)基本工作過程試驗技術(shù)、組合件性能試驗技術(shù)、發(fā)動機(jī)縮比試驗技術(shù)及發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗關(guān)鍵技術(shù)等方面。通過引進(jìn)具有世界先進(jìn)水平的單噴嘴燃燒穩(wěn)定性和燃燒室高頻燃燒穩(wěn)定性模擬試驗臺，研究并掌握了單噴嘴燃燒穩(wěn)定性模擬試驗和高頻燃燒穩(wěn)定性模擬試驗技術(shù)，建立了模擬試驗準(zhǔn)則。

基礎(chǔ)研究為我國液體動力技術(shù)基礎(chǔ)理論創(chuàng)建做出了重要貢獻(xiàn)，為我國自主研制液體火箭發(fā)動機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

1.2 提高航天產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性

提高航天產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的關(guān)鍵之一在于提高設(shè)計水平，而高水平的設(shè)計來源于扎實、深入的基礎(chǔ)研究。在長期的型號研制過程中，基礎(chǔ)研究對于提高各型發(fā)動機(jī)的質(zhì)量和可靠性、保證發(fā)動機(jī)在歷次飛行任務(wù)中很高的成功率發(fā)揮了重要作用。

某型火箭主發(fā)動機(jī)研制中，啟動閥管路在試車中多次斷裂。通過大量結(jié)構(gòu)特性分析和模態(tài)試驗研究，解決了這一問題；某高空發(fā)動機(jī)研制中，開展了熱泵氣蝕、二次點火前兩相流動問題的研究，為發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)改進(jìn)提出了建議，成功解決高空二次點火相關(guān)技術(shù)問題，確保了發(fā)動機(jī)工作可靠性；液氧/煤油發(fā)動機(jī)研制中經(jīng)過大量模態(tài)試驗，辨識出了發(fā)動機(jī)的低頻動態(tài)特性。據(jù)此經(jīng)改進(jìn)設(shè)計，使單機(jī)助推發(fā)動機(jī)和雙機(jī)助推發(fā)動機(jī)均達(dá)到總體規(guī)定的一階頻率要求，為保障新型運(yùn)載火箭的可靠性做出了貢獻(xiàn)；氫/氧發(fā)動機(jī)研制中，通過模態(tài)試驗成功解決渦輪泵次同步振動問題，顯著提高了渦輪泵組件工作可靠性；姿軌控發(fā)動機(jī)研制中，射流撞擊霧化燃燒過程和液膜冷卻等基礎(chǔ)研究工作的開展為提高發(fā)動機(jī)的性能和可靠冷卻提供了重要保證。

1.3 支撐關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

基礎(chǔ)研究在型號研制關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)過程中，起到了不可替代的重要作用。

早期某型發(fā)動機(jī)研制中，遇到了不穩(wěn)定燃燒這一液體火箭發(fā)動機(jī)研制中難度最大的技術(shù)關(guān)鍵。為此開展了燃燒不穩(wěn)定性抑制技術(shù)的攻關(guān)，進(jìn)行了不穩(wěn)定燃燒機(jī)理分析和多種工程抑制措施的研究，采用隔板加液相分區(qū)等措施，消除了該發(fā)動機(jī)的不穩(wěn)定燃燒現(xiàn)象[2]。

高空發(fā)動機(jī)研制中，歸納了10個需要攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，其中推力室冷卻技術(shù)尤為重要。通過對N2O4冷卻特性進(jìn)行試驗研究和理論分析及推力室傳熱計算，揭示了發(fā)動機(jī)工作條件下N2O4在亞臨界區(qū)臨界熱流低而燒毀熱流高的原因，在沸騰理論上實現(xiàn)了一次突破，并在發(fā)動機(jī)中成功實現(xiàn)用N2O4對推力室進(jìn)行冷卻。

在液氧/煤油發(fā)動機(jī)研制中，開展了推力室收擴(kuò)段沖壓成型過程數(shù)值仿真，準(zhǔn)確預(yù)測了成型過程應(yīng)力變化、危險點及失穩(wěn)模式，確定了成型模具參數(shù)和熱處理流程，突破了液氧/煤油發(fā)動機(jī)研制的關(guān)鍵工藝技術(shù)，解決了加工過程中喉部局部失穩(wěn)而出現(xiàn)的冷卻通道阻塞問題，使一度陷入僵局的推力室研制能夠繼續(xù)進(jìn)行。

1.4 引領(lǐng)液體動力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

液氧／煤油發(fā)動機(jī)、氫／氧發(fā)動機(jī)、月球著陸探測器發(fā)動機(jī)、單組元凝膠推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)、亞燃沖壓發(fā)動機(jī)及電推進(jìn)發(fā)動機(jī)等型號研制中集中展示了基礎(chǔ)研究引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新的作用。

在液氧/煤油發(fā)動機(jī)研制過程中，對我國克拉瑪依油田和大慶油田等多個產(chǎn)地的煤油產(chǎn)品進(jìn)行了傳熱和結(jié)焦特性研究，驗證了國產(chǎn)煤油作為液氧/煤油發(fā)動機(jī)燃料的可行性。這一重要基礎(chǔ)研究成果不僅為國產(chǎn)液氧/煤油發(fā)動機(jī)的成功研制提供了重要保證，還為掌握高壓補(bǔ)燃發(fā)動機(jī)推力室冷卻技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。液氧/煤油發(fā)動機(jī)渦輪泵技術(shù)、特種金屬密封技術(shù)、燃?xì)獍l(fā)生器縮比試驗技術(shù)、發(fā)動機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)仿真、系統(tǒng)低頻特性（POGO）仿真及試驗技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，極大地推動了這些領(lǐng)域的技術(shù)再創(chuàng)新。

氫／氧發(fā)動機(jī)氣液噴嘴噴霧燃燒技術(shù)和燃燒室冷卻技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究不僅有力地配合了大推力氫／氧發(fā)動機(jī)的型號研制，還使我國在低溫推進(jìn)劑液體火箭發(fā)動機(jī)熱過程技術(shù)領(lǐng)域的研究取得了重要進(jìn)展。

在月球著陸探測器發(fā)動機(jī)研制過程中，開展了針?biāo)ㄊ絿娮⑵鲊婌F燃燒特性、月球著陸探測器熱防護(hù)技術(shù)及折損噴管仿真等基礎(chǔ)研究工作，推動了我國大變比變推力發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展。

推進(jìn)劑特性領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果引領(lǐng)了武器系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展，推動了新型動力系統(tǒng)在型號中的應(yīng)用。單組元凝膠等推進(jìn)劑在實際應(yīng)用中展示出良好的性能。

2 國內(nèi)外液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究概況

2.1 國外液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究概況

世界各主要航天大國在液體動力技術(shù)發(fā)展中均高度重視基礎(chǔ)研究。俄羅斯、美國、歐洲、日本等都形成了比較完善的研究體系，擁有先進(jìn)的實驗研究手段和仿真計算條件，在發(fā)展過程中產(chǎn)生了大量研究成果，為技術(shù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

（1）俄羅斯

俄羅斯液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究主要集中在熱過程研究所（科爾德什中心）、莫斯科航空學(xué)院、化工機(jī)械研究所、鮑曼理工大學(xué)及喀山航空學(xué)院等研究所和高等院校。俄羅斯液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究起步較早、覆蓋面寬、研究深入、與工程結(jié)合緊密，其主要的研究領(lǐng)域有：

·液體火箭發(fā)動機(jī)噴霧、燃燒過程；

·液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒不穩(wěn)定性；

·液體火箭發(fā)動機(jī)傳熱過程；

·各種不同液體燃料冷卻性能；

·高溫和低溫條件下材料及鍍層與富氧環(huán)境的相容性；

·動力裝置熱輻射特性；

·發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度特性；

·不同推進(jìn)劑組合的點火過程。

俄羅斯擁有數(shù)量龐大、功能齊全的各種研究試驗臺。如熱過程研究所的高頻不穩(wěn)定性模擬試驗臺和化工機(jī)械研究所的單噴嘴模擬試驗臺。這些實驗系統(tǒng)在降低大型液體火箭發(fā)動機(jī)研制技術(shù)風(fēng)險方面發(fā)揮了重要作用，為РД-170等發(fā)動機(jī)研制初期的燃燒穩(wěn)定性研究做了大量工作。

在液氧/烴類液體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，俄羅斯進(jìn)行了非常成功的研究。其主要研究工作有：高壓條件下煤油的傳熱和結(jié)焦特性研究、同軸離心式氣/液噴嘴的噴霧燃燒特性、高富氧環(huán)境下同軸離心式液/液噴嘴噴霧燃燒特性、高壓條件下煤油液滴蒸發(fā)燃燒特性研究、高壓推力室冷卻技術(shù)、高壓推力室燃燒不穩(wěn)定性及富氧燃?xì)馔ǖ澜饘兕w粒對結(jié)構(gòu)安全性的影響等。進(jìn)入21世紀(jì)之后，雖然俄羅斯的液體動力技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但基礎(chǔ)研究仍在不斷發(fā)展。

（2）美國

美國液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究單位主要有馬歇爾空間飛行中心 (MSFC)、格林研究中心、噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）、蘭利研究中心及賓夕法尼亞州立大學(xué)推進(jìn)工程研究中心（PERC）等。美國擁有最為齊全和先進(jìn)的實驗設(shè)備，對液體動力技術(shù)進(jìn)行了廣泛而深入的基礎(chǔ)研究。其主要研究領(lǐng)域包括：

·液體推進(jìn)劑射流破碎機(jī)理；

·液體火箭發(fā)動機(jī)噴注單元噴霧特性研究；

·單噴注單元及多噴注單元的燃燒特性；

·液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒不穩(wěn)定性；

·凝膠推進(jìn)劑噴霧特性；

·模型發(fā)動機(jī)燃?xì)饨M分及溫度分布特性；

·液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒和傳熱過程數(shù)值仿真；

·液體火箭發(fā)動機(jī)冷卻技術(shù)；

·太空環(huán)境下液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒特性；

·烴類推進(jìn)劑結(jié)焦、積炭及傳熱特性研究；

·各種不同推進(jìn)劑組合點火技術(shù)。

在氫氧發(fā)動機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)研究方面，美國長期以來進(jìn)行了深入、持久的研究，使其在該領(lǐng)域一直居于世界領(lǐng)先，并為航天飛機(jī)主發(fā)動機(jī)的研制奠定了堅實基礎(chǔ)。研究中發(fā)展了多種激光診斷技術(shù)，如使用OH根輻射成像技術(shù)對流場進(jìn)行可視化研究，使用OH和O2的激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）技術(shù)進(jìn)行反應(yīng)區(qū)的判斷，氣液界面和射流的破碎長度使用彈性光散射（ELS）技術(shù)進(jìn)行測量，溫度的定量測量使用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）技術(shù)等。燃燒不穩(wěn)定性是美國液體動力技術(shù)基礎(chǔ)熱過程研究中長期持續(xù)研究的重要課題。20世紀(jì)60年代，美國阿波羅計劃推動了大量燃燒不穩(wěn)定性研究工作，發(fā)展了大量理論分析模型和實驗測試技術(shù)。

（3）歐洲

歐洲在液體動力技術(shù)基礎(chǔ)方面的研究機(jī)構(gòu)主要集中在法國和德國。

法國的研究機(jī)構(gòu)主要有法國航空航天研究發(fā)展局（ONERA）、法國國家科學(xué)研究中心（CNES）和巴黎Malabry中央大學(xué)。ONERA擁有進(jìn)行低溫推進(jìn)劑燃燒研究的Mascotte高壓燃燒實驗臺和從事C、H、O、N元素燃燒特性研究的LAERTEL實驗室。

德國的研究機(jī)構(gòu)主要有德國宇航中心（DLR）屬下的Lampoldshausen研究中心、德累斯頓大學(xué)和慕尼黑大學(xué)。Lampoldshausen中心技術(shù)部主要負(fù)責(zé)熱過程基礎(chǔ)研究工作，其宗旨是為阿里安火箭動力系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，擁有高壓燃燒實驗臺P8和低壓燃燒實驗臺M3等，目前主要從事低溫推進(jìn)劑和烴類推進(jìn)劑的噴霧燃燒、噴管流場研究、傳熱和流動測量技術(shù)研究、熱結(jié)構(gòu)分析及燃燒室壽命預(yù)估等。

（4）日本

日本液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究主要在KAKUDA宇航中心（KSPC）進(jìn)行。該研究中心建有液體火箭燃燒試驗臺、高空試驗臺、高壓液氧渦輪泵試驗臺及供應(yīng)系統(tǒng)試驗臺等。燃燒試驗臺主要研究氫/氧推進(jìn)劑的燃燒過程，另外也進(jìn)行高可靠性燃燒裝置及其他新型燃料的研究工作。KAKUDA宇航中心對日本的LE-5、LE-5B、LE-7和LE-7A等液體火箭發(fā)動機(jī)及先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)的研究發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

2.2 國內(nèi)液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究概況

國內(nèi)從事液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究的主要單位有航天推進(jìn)技術(shù)研究院、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)及西北工業(yè)大學(xué)等。

航天推進(jìn)技術(shù)研究院建設(shè)了激光全息霧化系統(tǒng)、PLIF激光誘導(dǎo)熒光混合比測量系統(tǒng)、單噴嘴燃燒不穩(wěn)定性實驗系統(tǒng)、高頻燃燒不穩(wěn)定性實驗臺、亞/超聲速燃燒實驗系統(tǒng)及電推進(jìn)實驗系統(tǒng)等。在高壓大熱流推力室冷卻技術(shù)、煤油傳熱特性分析、烴類發(fā)動機(jī)離心同軸式噴嘴燃燒不穩(wěn)定性研究、膜冷卻技術(shù)、層板噴注器霧化燃燒技術(shù)、針?biāo)ㄊ絿娮⑵骷夹g(shù)、凝膠推進(jìn)劑流動及霧化燃燒技術(shù)、煤油在亞聲速和超聲速環(huán)境下的燃燒技術(shù)和相關(guān)的熱結(jié)構(gòu)技術(shù)、脈沖爆震燃燒技術(shù)、微型發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及穩(wěn)態(tài)等離子體推力器關(guān)鍵技術(shù)等領(lǐng)域開展了研究工作。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)在液體火箭發(fā)動機(jī)的噴霧燃燒理論、模型及應(yīng)用方面進(jìn)行了長期的深入研究，對多種推進(jìn)劑組元液滴的亞臨界/超臨界蒸發(fā)及燃燒過程進(jìn)行了深入的理論分析，建立了液滴亞臨界/超臨界蒸發(fā)及燃燒過程的數(shù)學(xué)模型。在液體火箭發(fā)動機(jī)推力室工作過程、超燃沖壓發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)實驗和仿真、三組元液體火箭發(fā)動機(jī)實驗和仿真及燃燒不穩(wěn)定性研究等領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究。建設(shè)了激光診斷系統(tǒng)，如PLIF和CARS等。

北京航空航天大學(xué)在液體火箭發(fā)動機(jī)的燃燒與流動、傳熱與熱結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代設(shè)計與工作過程仿真及新概念發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域做了很多基礎(chǔ)理論研究工作。近些年在噴嘴動力學(xué)、全流量補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)工作過程及真空羽流效應(yīng)等方面進(jìn)行了很多數(shù)值仿真和實驗研究工作。

2.3 國內(nèi)外液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究對比

我國航天液體動力技術(shù)在特定的歷史條件下，走出了一條以型號研制帶動基礎(chǔ)科研的道路，形成了基礎(chǔ)研究與工程型號研制協(xié)同發(fā)展的模式。在我國航天液體動力技術(shù)從最初的仿制、改型到今天的獨立設(shè)計高性能發(fā)動機(jī)的發(fā)展歷程中，基礎(chǔ)研究起到了應(yīng)有的作用。根據(jù)未來發(fā)展和創(chuàng)新需求，應(yīng)當(dāng)確立基礎(chǔ)研究在技術(shù)發(fā)展中的先導(dǎo)地位，促進(jìn)液體動力技術(shù)又好又快發(fā)展，縮小與世界航天強(qiáng)國的差距。

當(dāng)前我國液體動力技術(shù)水平與世界航天強(qiáng)國相比，尚有明顯差距，特別是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。

2.3.1 基礎(chǔ)研究體制機(jī)制不同

國外航天液體推進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域在長期的發(fā)展中能夠取得較大的成果，除了幾十年來持續(xù)發(fā)展的積累外，其研究體系建設(shè)、激勵技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)制方面有許多值得借鑒的地方。

首先，國外的研究體系比較健全。在高等院校與工程研制單位之外，有專門進(jìn)行液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究的研究機(jī)構(gòu)，如俄羅斯科爾德什中心、美國的馬歇爾飛行中心、德國的Lampoldshausen研究中心等。這些研究機(jī)構(gòu)的中心任務(wù)是從事基礎(chǔ)研究，其研究的側(cè)重點明顯有別于高校和工程研制單位。高等院校偏重理論基礎(chǔ)，工程研制單位偏重技術(shù)應(yīng)用，而基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)則介于兩者之間，注重運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決液體動力技術(shù)中的具體問題，側(cè)重于應(yīng)用基礎(chǔ)研究。因此這樣的基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)在高校和工程研制單位之間搭建起了一個橋梁。國內(nèi)液體動力技術(shù)領(lǐng)域缺少介于高校和工程研制單位之間從事基礎(chǔ)研究的專門研究機(jī)構(gòu)。

其次，國外基礎(chǔ)研究與工程型號研制以及與高等院校的基礎(chǔ)理論研究具有緊密的聯(lián)系，在研究中分工明確、協(xié)作充分。如俄羅斯熱過程研究所與能源機(jī)械聯(lián)合體等在液體動力技術(shù)研究中構(gòu)建了非常緊密的聯(lián)系。這種緊密聯(lián)系有著體制機(jī)制上的基礎(chǔ)。熱過程研究所具有高級職稱的研究人員，幾乎都在高等院校兼任教學(xué)職務(wù)，同時也在能源機(jī)械聯(lián)合體兼職。高校的教授在熱過程研究所、能源機(jī)械聯(lián)合體這樣的單位兼職，能源機(jī)械聯(lián)合體的工程技術(shù)人員也在高等院校和基礎(chǔ)研究單位任職。這樣一種兼職的機(jī)制，很容易促進(jìn)工程單位、基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)和高等院校之間的溝通。這種形式有力地促進(jìn)了理論與工程實際的緊密結(jié)合，推動了技術(shù)和基礎(chǔ)理論的發(fā)展。我國目前一般高校和工程單位僅通過一些課題研究進(jìn)行合作。兩者之間的聯(lián)系缺少常態(tài)化和機(jī)制化，不利于高校與工程研制單位的技術(shù)交流。

第三，國外的基礎(chǔ)研究單位對外開放的程度較高。在俄羅斯、美國、德國等國的基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)中，一般都可以看到長期或者短期在那里工作的外國學(xué)者或?qū)W生。這種開放機(jī)制非常有利于不同國家研究人員之間的學(xué)術(shù)交流，有利于本單位的研究人員開拓思路，汲取他人的長處。而我國的研究單位，對外較為封閉。

2.3.2 國內(nèi)研究經(jīng)費(fèi)投入不足

經(jīng)費(fèi)投入不足造成兩方面的差距：其一，缺乏完備的試驗設(shè)施；其二，基礎(chǔ)研究單位規(guī)模過小。

國外在基礎(chǔ)研究試驗設(shè)施上進(jìn)行了大量的投入，具備功能齊全、種類繁多的試驗設(shè)施。國外研究單位的試驗設(shè)施主要針對液體動力系統(tǒng)熱過程及力學(xué)與環(huán)境技術(shù)的基本現(xiàn)象、基礎(chǔ)理論、模型驗證等方面的研究而設(shè)，主要為原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性研究服務(wù)，具有較強(qiáng)的針對性，與型號研制單位的試驗系統(tǒng)有顯著不同。我國在液體動力技術(shù)領(lǐng)域的實驗設(shè)備投入主要針對型號研制任務(wù)，資金偏重于投入工程型號研制試驗設(shè)施建設(shè)，較少針對基礎(chǔ)性研究，這使得國內(nèi)在基礎(chǔ)研究方面的實驗設(shè)備與國外相比尚有較大差距，許多關(guān)鍵基礎(chǔ)性研究較難開展。

國外液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究單位規(guī)模較大，多學(xué)科、多領(lǐng)域研究人員匯集，具有很強(qiáng)的基礎(chǔ)研究能力。例如，俄羅斯克爾德什中心（熱過程研究所）擁有近3000人的科研人員隊伍，而航天推進(jìn)技術(shù)研究院整建制的基礎(chǔ)研究部門僅有近40名研究人員，其規(guī)模無法相比。

2.3.3 仿真能力差距明顯

俄羅斯、美國、歐洲等在液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究中，注重理論分析、實驗研究及數(shù)值仿真三者的結(jié)合，擁有相當(dāng)數(shù)量的研究人員長期從事液體火箭發(fā)動機(jī)數(shù)值仿真研究，開發(fā)出大量仿真軟件。而國內(nèi)在仿真方面，無論是軟件還是硬件，尚未形成應(yīng)有的規(guī)模。同時，國內(nèi)仿真研究與實驗研究和理論分析存在較為嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象。

2.3.4 原始創(chuàng)新能力不足

我國液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究與其他領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究共同存在的一個不足之處是研究工作創(chuàng)新性低?？蒲腥藛T為了保證在較短的幾年內(nèi)就有成果產(chǎn)出，選題和技術(shù)路線往往以跟蹤模仿為主，更愿意進(jìn)行創(chuàng)新性較小、成功幾率大的工作。因此很難圍繞某一方向進(jìn)行持續(xù)、深入的系統(tǒng)研究[3]。這就違背了基礎(chǔ)研究所固有的周期長、厚積薄發(fā)、探索性強(qiáng)的基本規(guī)律，影響了研究的創(chuàng)新性。

3 提升基礎(chǔ)研究平臺能力的對策

在液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，我國與國際先進(jìn)水平尚存在較大差距。在這一領(lǐng)域如果長期處于落后的地位，對未來發(fā)展將造成長遠(yuǎn)不利影響。當(dāng)前，國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)對我國航天事業(yè)發(fā)展提出了新的更高要求，迫切需要研制更新型的高性能液體動力系統(tǒng)。為了保障大型航天活動的順利實施，需要研制更大推力的液氧/烴和氫/氧發(fā)動機(jī)；天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)及武器的發(fā)展須掌握可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)和吸氣式推進(jìn)技術(shù)；為滿足空間信息系統(tǒng)及深空探測的需求，需要發(fā)展高性能軌道機(jī)動發(fā)動機(jī)、高性能空間推進(jìn)系統(tǒng)、電推進(jìn)及核/熱一體化動力系統(tǒng)。因此，急需提升液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究平臺能力，為型號研制提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。

3.1 統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化整合資源，發(fā)揮整體優(yōu)勢

抓住液體動力技術(shù)成功完成專業(yè)重組這一契機(jī)，對基礎(chǔ)研究進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一部署，優(yōu)化整合資源，形成基礎(chǔ)研究整體優(yōu)勢。

（1）建設(shè)基礎(chǔ)研究中心

依托現(xiàn)有基礎(chǔ)研究平臺，完善液體動力系統(tǒng)研究體系，對研究資源實施優(yōu)化整合，構(gòu)建基礎(chǔ)研究中心。在中心集中進(jìn)行基礎(chǔ)研究硬件平臺建設(shè)。硬件平臺主要由噴霧試驗研究條件、燃燒與傳熱試驗研究條件、力學(xué)環(huán)境試驗研究條件及仿真計算硬件條件等組成。在此基礎(chǔ)上，積極推進(jìn)航天液體動力技術(shù)國家（國防）重點實驗室建設(shè)。

（2）設(shè)立頂層策劃機(jī)構(gòu)

在基礎(chǔ)研究中心設(shè)立液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究的頂層策劃機(jī)構(gòu)——基礎(chǔ)研究專家委員會。委員會成員由相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、基礎(chǔ)研究中心專家及高校知名教授組成，委員會的職責(zé)是確定基礎(chǔ)研究方向和每年的研究課題，審議基礎(chǔ)研究成果。

3.2 體制機(jī)制創(chuàng)新，營造基礎(chǔ)研究良好氛圍

3.2.1 完善基礎(chǔ)研究創(chuàng)新機(jī)制

應(yīng)大力支持和鼓勵基礎(chǔ)研究人員從型號研制中提煉出適合自己研究方向的研究課題，大膽探索，做好自由探索與解決特定工程問題的定向應(yīng)用研究之間的平衡。應(yīng)建立起向原始創(chuàng)新傾斜的獎勵和激勵制度，激活科研人員的創(chuàng)新能力，并改進(jìn)和完善評價體系，使科學(xué)評價切實反映研究工作的長遠(yuǎn)科學(xué)價值、社會價值及潛在的經(jīng)濟(jì)價值，充分體現(xiàn)基礎(chǔ)研究具有的長期性和前瞻性特點[4,5]。

3.2.2 健全型號研制與基礎(chǔ)研究有效融合機(jī)制

進(jìn)一步健全型號研制與基礎(chǔ)研究的有效融合，對目前型號研制管理體制進(jìn)行改進(jìn)，建立相應(yīng)的機(jī)制，保證從型號研制初期基礎(chǔ)研究能盡早介入。

3.2.3 建立健全合作、開放機(jī)制

基礎(chǔ)研究條件對院內(nèi)開放：各研究所的設(shè)計人員可申請到基礎(chǔ)研究中心進(jìn)行短期培訓(xùn)，參與中心課題的研究工作，也可自帶課題利用中心設(shè)備和人才優(yōu)勢開展研究工作，研究工作期限可以采用固定期限或不固定期限。在讀研究生也可以進(jìn)入中心進(jìn)行課題研究和專業(yè)培訓(xùn)。

基礎(chǔ)研究條件對國內(nèi)開放：高校教師可自帶課題，利用中心設(shè)備開展研究工作，也可申請參與中心的課題研究任務(wù)。試驗和仿真研究條件對社會開放，可根據(jù)合同要求開展研究工作。

基礎(chǔ)研究條件對國際開放：提出一部分基礎(chǔ)研究課題，吸收國際優(yōu)秀人才來中心開展合作研究；安排一定的科研經(jīng)費(fèi)，邀請國際著名專家來中心開展技術(shù)交流。

推廣國內(nèi)訪問學(xué)者等制度，促進(jìn)人員的交往和流動，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步仿照國外模式，將人員的交流以常態(tài)化方式固定下來，如采取兼職的方式。

3.3 多渠道籌措經(jīng)費(fèi)，加大投入力度

我國液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究投入偏低是長期以來制約基礎(chǔ)研究發(fā)展的重要因素，應(yīng)結(jié)合我國國情，多渠道籌措經(jīng)費(fèi)，逐步加大投入力度。

在整個專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究發(fā)展統(tǒng)一規(guī)劃指導(dǎo)下，優(yōu)先發(fā)展跨學(xué)科的公共研究平臺，建成若干世界一流的多學(xué)科試驗平臺，為重點領(lǐng)域研究提供先進(jìn)的工具，并依托這些支撐能力，建成具有國際競爭力的大型基礎(chǔ)科研基地[4]。

加快落實現(xiàn)有基礎(chǔ)研究平臺技改項目資金和技改實施步伐，完善基礎(chǔ)研究急需的實驗設(shè)備，為提升基礎(chǔ)研究平臺的創(chuàng)新能力提供一個好的硬件環(huán)境。

鼓勵各單位建立和擴(kuò)大如研究基金、創(chuàng)新基金等各種基金項目，保證基礎(chǔ)研究人員在一些領(lǐng)域獲得有效的研究經(jīng)費(fèi)支持。拿出一定比例企業(yè)創(chuàng)新基金，充實基礎(chǔ)研究資金來源。

3.4 加強(qiáng)隊伍建設(shè)，培養(yǎng)高素質(zhì)研究人員

踐行科學(xué)發(fā)展觀，堅持以人為本，加快智力資本的積累，為液體動力技術(shù)基礎(chǔ)研究發(fā)展提供充足的人才儲備[6]。

研究隊伍由四個層次組成：核心研究人員、客座研究人員、研究生及試驗系統(tǒng)管理人員。

營造良好的用人環(huán)境，堅持競爭激勵與崇尚合作相結(jié)合，促進(jìn)人才的有序流動；堅持“人盡其用”的用人之道，發(fā)揮老、中、青科研人員各自的優(yōu)勢與積極性，實現(xiàn)基礎(chǔ)研究人才隊伍的“生態(tài)平衡”。高度重視和加強(qiáng)高技能科研輔助人才和管理人才的培養(yǎng)。改進(jìn)管理，減輕各種非學(xué)術(shù)性負(fù)擔(dān)，確?？蒲腥藛T特別是學(xué)術(shù)帶頭人能集中精力在第一線從事研究。

4 結(jié)束語

基礎(chǔ)研究是科技進(jìn)步的先導(dǎo)，是自主創(chuàng)新的源泉。面對日益激烈的航天液體動力技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭和國內(nèi)的發(fā)展需求，應(yīng)改變過去以型號帶動基礎(chǔ)科研的發(fā)展模式，轉(zhuǎn)變到以基礎(chǔ)研究引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的模式，將基礎(chǔ)研究放在重要的位置，努力做到“發(fā)展航天，動力先行；基礎(chǔ)研究，超前規(guī)劃”。對基礎(chǔ)研究給予持續(xù)穩(wěn)定支持，制定切實可行的扶持政策，營造激勵創(chuàng)新的用人環(huán)境；突出支撐引領(lǐng)，針對關(guān)鍵問題和瓶頸問題，促進(jìn)基礎(chǔ)研究與型號研制緊密結(jié)合。推動我國液體動力技術(shù)實現(xiàn)新的更大發(fā)展，使我國液體火箭動力技術(shù)水平躍上一個新臺階。

[1]葉玉江.“十一五”我國基礎(chǔ)研究發(fā)展方向[J].中國科技論壇.2007(1):9-12.

[2]段增斌.中國大型液體火箭發(fā)動機(jī)研制 [J].火箭推進(jìn), 2000,26(1):15-30.

[3]王靜,張延?xùn)|.關(guān)于加大基礎(chǔ)研究穩(wěn)定支持力度的思考和建議[J].中國科技論壇,2008(5):20-23.

[4]林豆豆,田大山.MPG科研管理模式對創(chuàng)新我國基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)的啟示[J].自然辯證法通訊,2006,28(4):53-59.

[5]陳佳洱.基礎(chǔ)研究:自主創(chuàng)新的源頭 [J].科學(xué)咨詢.2005,23(11):11-14.

[6]陳敬全.從科學(xué)發(fā)展觀的角度審視我國基礎(chǔ)研究的發(fā)展[J].中國科學(xué)基金,2007(3)：153-156.