航空萬尺始于足下

十九大報(bào)告指出：“強(qiáng)軍興軍開創(chuàng)新局面。著眼于實(shí)現(xiàn)中國夢強(qiáng)軍夢，制定新形勢下軍事戰(zhàn)略方針，全力推進(jìn)國防和軍隊(duì)現(xiàn)代化?！?/p>

航空發(fā)動機(jī)是流體透平機(jī)械的一種，與其它流體機(jī)械不同，其高負(fù)荷、高效率、高可靠性、長壽命等極端苛刻的要求對發(fā)動機(jī)壓縮系統(tǒng)、膨脹系統(tǒng)和進(jìn)排氣系統(tǒng)等設(shè)計(jì)技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)。其葉片通道內(nèi)部流動非常復(fù)雜，是典型的強(qiáng)三維、強(qiáng)剪切、強(qiáng)非定常湍流流動，且存在著以各種復(fù)雜渦系形式表現(xiàn)的二次流等。隨著其所裝載的飛行器種類不同，在戰(zhàn)斗機(jī)、貨運(yùn)機(jī)、客運(yùn)機(jī)、無人機(jī)上所面對的進(jìn)氣方式、以及工作環(huán)境不同，內(nèi)部主流工況不同，對航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)要求都有所不同，設(shè)計(jì)先進(jìn)、效率高、推重比大的航空發(fā)動機(jī)，需要通過理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方式梳理各種工況下的流場機(jī)理，分析在實(shí)際工程中的流動損失與流場參數(shù)分布，這便是我們實(shí)驗(yàn)室，也是我現(xiàn)在及以后的研究方向。

中國科學(xué)院工程熱物理研究所前身是中國科學(xué)院動力研究室，其創(chuàng)建者是工程熱物理學(xué)家，與“三錢”齊名的吳仲華先生，目前研究所的研究方向大致可分為能源和動力兩大部分。我所在的輕型動力實(shí)驗(yàn)室是研究輕型，小推力航空發(fā)動機(jī)，其所裝配于固定翼軍用無人機(jī)、靶機(jī)等飛行器上，應(yīng)對高空無人任務(wù)，以及相應(yīng)各氣動、燃燒系統(tǒng)的研制的部門。目前小型渦扇發(fā)動機(jī)已經(jīng)完成了750公斤與1000公斤推力渦扇發(fā)動機(jī)持久性試車，與發(fā)動機(jī)技術(shù)中衍生出的清潔燃燒系統(tǒng)與燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)也在同步進(jìn)展。

我的導(dǎo)師張燕峰研究員于2015年入選第六批國家“青年千人計(jì)劃”，之前在加拿大國家研究理事會從事葉輪機(jī)械的數(shù)值模擬以及流場測量的研究工作，其提出的設(shè)計(jì)方案在工程上已被國際知名的航空發(fā)動機(jī)研發(fā)商普惠公司認(rèn)定為一個(gè)可用于中小型航空發(fā)動機(jī)的新方案。張老師致力于通過實(shí)驗(yàn)實(shí)際測量流場，對數(shù)值模擬進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而梳理各工況下的流場機(jī)理，為航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)理論支持。目前在國內(nèi)以及國際上核心刊物以及重要會議上發(fā)表論文30余篇，并申請國家發(fā)明專利10項(xiàng)。

目前張老師承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室中的基礎(chǔ)組，于平面葉柵等理論研究模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量。不同于多數(shù)高校從事理論機(jī)理研究，中科院工程熱物理研究所通常更為貼近實(shí)際工程的高壓、高速、高湍流度的氣流中進(jìn)行測量，難度更大，更為枯燥。然而發(fā)動機(jī)的研究則是集整個(gè)國家整體工業(yè)水平于一體的大工程，于基礎(chǔ)性工程研究上不容半分懈怠。

目前英國的羅羅公司、美國的波音公司以及加拿大的普惠公司，都在航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)、制造上領(lǐng)先全球。我國開發(fā)出了配用三代機(jī)、四代機(jī)的航空燃?xì)鉁u輪式發(fā)動機(jī)，還遠(yuǎn)未能達(dá)到領(lǐng)先和超越。這其中有我國工業(yè)起步較晚，發(fā)展較慢等因素，更需要我們這一代人努力填補(bǔ)流動理論空缺。

工程熱物理研究所于廊坊所建立的科研基地，有輕型動力實(shí)驗(yàn)室的工作車間，其中有數(shù)代師兄、老師以及其它研究人員投入心血所建設(shè)、維護(hù)的實(shí)驗(yàn)臺以及其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備。每當(dāng)在實(shí)驗(yàn)臺上操作時(shí)，我都感到我站在前人開辟的道路上，而前方依舊是荒野茫茫，需要我通過自己的努力與知識來為后人劈開一段新的康莊大道。國之重器，任重而道遠(yuǎn)。

我本科從事化工機(jī)械的學(xué)習(xí)，其中動設(shè)備便是囊括了軸流式壓氣機(jī)等透平流體機(jī)械，由此我打下了對氣體動力學(xué)以及氣動機(jī)械的理論基礎(chǔ)并產(chǎn)生了對繼續(xù)研究流體機(jī)械的想法，其后我來到了工程熱物理研究所輕型動力實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過前期四五個(gè)月的學(xué)習(xí)與參與實(shí)驗(yàn)，我初步掌握了氣體流動理論研究的基本思路與方法，明白了研究要一步一步地來，真正能出成果的學(xué)者都要經(jīng)過了長期堅(jiān)持不懈的工作與思考。目前我來到中科院雁棲湖校區(qū)進(jìn)行為期一年的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，之前參與研究工作，深刻感受到了自己在理論知識上的缺失，而此時(shí)此刻我需要沉淀下來，一改之前急于求成的浮躁，踏實(shí)地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，并且同時(shí)參與課題組內(nèi)數(shù)值模擬的工作而保持對項(xiàng)目的貼近。目前我的研究方向初步定為流場精細(xì)測量，希望我通過一年的閉關(guān)學(xué)習(xí)之后，回到所內(nèi)能快速上手相應(yīng)工作，成為一名合格的博士生，為接下來四年的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。