2024年4月,96歲的中國科學院院士、空氣動力學家俞鴻儒,獲評“感動中國2023年度人物”。他投身風洞研究六十余載,是我國激波管、激波風洞研究及應(yīng)用的開拓者之一,被譽為“中國激波風洞第一人”,為國家科學事業(yè)作出了突出的貢獻。其成就正如《感動中國》組委會給予他的頒獎詞所言:“做別人不敢做的,做別人做不成的。他獨辟蹊徑,一往無前。撥開科學的霧,蕩去歲月的塵,我們看到一位科學家黃金般的心!”
“炸”出一條新路
俞鴻儒1928年出生于江西省廣豐縣一個普通家庭。他從小就對科學表現(xiàn)出了濃厚的興趣,父母也一直鼓勵他好好學習,長大后成為一個對社會有用的人。自強報國的種子,就這樣種進了他的心里。大學畢業(yè)后,俞鴻儒考入中科院力學研究所,師從“兩彈一星”元勛、著名力學家郭永懷,開始踏上風洞研究之路。
風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,也是研制航天器必不可少的實驗設(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)計缺陷,因此也被稱作飛行器的“搖籃”。一件飛行器的成功研制,往往需要經(jīng)過成百上千次的風洞試驗。隱身戰(zhàn)機殲-20、“神舟”系列飛船、“東風”系列導(dǎo)彈……這些國之重器橫空出世前,都曾經(jīng)過風洞的檢驗。
1958年,中國科學院力學研究所成立激波管組,年僅30歲的俞鴻儒擔任組長。這是一項充滿挑戰(zhàn)的工作,首先面臨的就是科研經(jīng)費短缺的問題。當時國際上的風洞建造費昂貴、耗電量驚人,一座大型高超聲速風洞的耗電量幾乎能夠達到一座中小型城市的耗電量。新中國經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱、電力資源緊張,顯然不具備直接效仿國外風洞發(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)動方式來快速建立我們自己的風洞技術(shù)平臺。這種方式雖然費用低,但極易發(fā)生爆炸,危險程度非常高。錢學森、郭永懷都支持他放手一搏,只是提了一個要求:絕不能有人受傷。不出所料,試驗中多次發(fā)生爆炸事故,門窗都被炸飛過。最嚴重的一次,巨大的沖擊力竟把臨時搭建的實驗室都炸開了,幸虧俞鴻儒逃離及時才沒有受傷。令他備受鼓舞的是,錢學森和郭永懷得知情況后非但沒有責難他,反而對他提出表揚,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)生意外了我們擔著?!?/p>
危險的科學探索持續(xù)進行著。每次試驗時,俞鴻儒總是叫同事們跑得老遠;每次爆炸后,所里也總會及時送來材料把炸壞的地方給補上。在一次次試驗中,俞鴻儒不斷總結(jié)、分析、研究、改進,克服了重重困難,終于為我國風洞研究“炸”出了一條新路。1969年,我國第一座大型高超聲速風洞——JF-8激波風洞建成,其性能堪比國際大型激波風洞,卻只花費了8萬元加工費。JF-8激波風洞的建成恰逢其時。當時中國研制的導(dǎo)彈、火箭等飛行器陸續(xù)進入攻堅階段,急需大型風洞的檢驗。JF-8激波風洞及時解決了航空航天領(lǐng)域?qū)嶒炑b置不足的問題,之后在這里淬煉過的航天器不勝枚舉,東風五號彈道導(dǎo)彈便是其中之一。
再攀新的高峰
科研之路永無止境,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,前路就像天空一樣廣闊、無垠。他對自己只有一個要求:盡量給國家干點事兒。
20世紀80年代,為了開展高超聲速飛行試驗,發(fā)達國家紛紛籌建大型自由活塞驅(qū)動高焓激波風洞。但是這種風洞造價高昂,操作起來很困難,重復(fù)性很差。俞鴻儒于是顛覆性地提出,用爆轟驅(qū)動方式來產(chǎn)生高焓實驗氣流。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,是氫氧燃燒實驗中盡力避免的現(xiàn)象。俞鴻儒卻想馴服爆轟,讓它聽話,這個瘋狂的想法遭到了大家的一致反對。但俞鴻儒堅定地說:“我不怕反對,沒人反對,就可能是平庸的工作?!?/p>
爆轟驅(qū)動的危險性極高,明明知道危險,為什么還要去試?俞鴻儒摘抄在筆記本上的一句話,或許就是答案所在:“科學正是要研究我們所不知道的東西?!?988年,俞鴻儒在德國完成爆轟驅(qū)動的原理性實驗,回國后形成了較為成熟的爆轟驅(qū)動方法。十年磨一劍,1998年,他終于成功證明了爆轟驅(qū)動激波風洞的可行性,領(lǐng)導(dǎo)建成了國際上第一座爆轟驅(qū)動高焓激波風洞JF-10,為我國高超聲速風洞的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。爆轟驅(qū)動后來成為世界范圍內(nèi)的研究熱點,歐美國家也開始逐漸采用這一技術(shù)來改造或者建造自己的風洞。
在俞鴻儒的指導(dǎo)下,2012年,我國又建成了國際首座復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件的超大型激波風洞JF-12,實現(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,所謂“復(fù)現(xiàn)”,就是把“天”移到“地”上。JF-12風洞總長達到265米,由于采用了俞鴻儒獨創(chuàng)的爆轟驅(qū)動技術(shù),建設(shè)費用比國外同類風洞降低了很多,卻將有效試驗時間提升到100毫秒,創(chuàng)下了世界紀錄。
當JF-12風洞獲得國家科技進步二等獎時,俞鴻儒卻堅持將自己的名字寫在最后一位。他說:“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,工作就好開展了。人的時間有限,誰也不能干一輩子,這個工作沒人接手可不行?!蹦赀^八旬的他依然謹記導(dǎo)師郭永懷的教導(dǎo):“國家的科學事業(yè)需要我們來做鋪路石?!?/p>
2015年,87歲的俞鴻儒榮獲“錢學森力學獎”。這個獎項是為紀念我國載人航天奠基人、中國力學學會創(chuàng)始人之一錢學森而設(shè)立的,旨在獎勵在科學技術(shù)領(lǐng)域取得重大成就的中國力學工作者。拿到這個獎項,俞鴻儒非常高興。他說:“我以前就跟著錢學森先生學、跟著郭永懷先生學,拿到這個獎好像與他們的關(guān)系又緊密了一點兒?!?/p>
90歲時,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年的桌子上翻看報紙和書籍,還時不時做點兒筆記。他說:“新的知識和新的思考,總是不嫌多。” 但凡后輩有問題請教,他都會積極給予建議,繼續(xù)以鋪路石的姿態(tài)引領(lǐng)著新一代風洞人沿著老一輩科學家的足跡,在高超聲速領(lǐng)域不斷前行。