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專訪空氣動力學專家王勳年：見證殲十研發曆程 | |
| 2010年07月 來源：新華網 |
7月22日下午，新華網邀請到王勳年做客新華訪談，暢談他的風洞人生。圖為嘉賓在講解風洞的工作原理。新華網 李非攝
新華網消息：王勳年是我國空氣動力學專家、總裝某基地研究員。他紮根川西北大山深處有27年，主持和參與國家、軍隊重大科研項目90餘項，探索掌握了13項具有重大科研應用價值的低速空氣動力試驗新技術，用青春和智慧為祖國的空氣動力學事業譜寫了一曲壯美的風雷之歌。7月22日空氣動力專家王勳年接受新華網專訪，暢談他的風洞人生。
什麽是空氣動力學？何為風洞？
王勳年：首先我介紹一下，我是搞空氣動力學的，空氣動力學是什麽呢？它就是研究空氣和物體的相互作用，比如說飛機就是在空中飛行的一個物體，它和空氣有一個作用，飛機之所以能夠飛是因為飛機速度很快，跟空氣之間有一個作用，靠氣流的力把它托起來，所以空氣主要是研究空氣和飛行器作用力的，這叫空氣動力。
什麽叫風洞呢？我們搞空氣動力學難在哪兒呢？因為空氣看不見、摸不著，要測量也不容易，尤其是飛機在天上飛的時候你去測量很困難，所以我們想了一個辦法，什麽辦法呢？就是我們把飛機做成一個模型，類似於這樣的，或者更大的模型，讓它固定在一個實驗台上，用高速的氣流來吹它，這樣就可以達到飛機受到氣流的作用力。我們是通過這樣一種手段，就是相對運動的手段，飛機不動，讓氣流高速運動，吹到飛機上，所以我們叫吹風，這樣就可以獲得氣流的作用力。產生氣流的速度，那就需要專門的一套裝置，這個裝置就是要產生很強的風，所以就叫風洞。
風速度能夠多少呢？低的風速，可以到每小時100公裏，200公裏，最高可以到25倍音速的氣流。形成告訴氣流的管道裝置，要專門建造地麵的實驗設施，這個設施一般是很長的管道，就像洞一樣，因為在洞裏麵可以產生很強的氣流，這就叫風洞。
風洞這項技術與我們的生活有什麽關係呢？
王勳年：其實我們日常生活離不開氣流，離不開風。風洞跟大家很多日常生活是密切相關的，比如大家日常要坐飛機去飛行、去旅遊，那你乘坐的飛機設計研製就需要通過大量的風洞實驗。
比如現在看到很多很漂亮的高層建築物，比如東方明珠，它在台風來的時候，受到風阻很大，這樣我們就在風洞進行研究，看它有多大的承受力。還有就是2008年奧運會的火炬塔，它也在我們風洞裏做了很多實驗，看風對它有多大作用力。還有就是小汽車已經很普及了，實際上很多汽車，為了讓它有比較好的性能，就是風阻比較小，流線型比較好，保持比較好的穩定性，也要在風洞裏進行實驗，所以跟大家日常生活都是密切相關的。
7月22日下午，新華網邀請到空氣動力學專家王勳年做客新華訪談，暢談他的風洞人生。圖為訪談現場。新華網 李非攝
風洞試驗包括哪些環節？
王勳年：首先一個基礎就是要產生氣流的管道裝置，大型試驗設施，這是一個最基本的試驗平台。有了這個平台以後，我們還需要做什麽呢？我們需要做飛機的模型，這個風洞可以做的很大，但是畢竟不能太大，所以飛機隻能縮比，變小，然後放到風洞裏進行實驗。所以我們就要專門設計製造用於風洞實驗的模型，它的形狀和真的是一樣的。
比如說我們ARJ飛機，那個模型大概可以做到1：7、1：8左右。還有就是有了這個模型以後，比如飛機受到的力要測下來，那就需要一套很精細的測量設備，比如說它受到多大的升力，多大的阻力，有時候還要測量翅膀上的振動。再有就是飛機飛行時，它會有不同的姿態，有時候角度很大，有時候角度很小，有時候要轉彎，所以還需要有一套裝置能夠模擬飛機在飛行時各種各樣的姿態，甚至還要模擬它受到氣流擾動的晃動，都可以做。
環節主要就是風洞、飛機試驗的模型，再加上測試設備，還有就是保證實現飛機在天上各種姿態的裝置，也就是這四個環節。
我國的風洞試驗研究的現狀怎樣？
王勳年：我們國家經過建國以來在空氣動力學、航空工業戰線的科技人員的努力，基本上建成了由低速風洞、高速風洞、超高速風洞的風洞群，能夠滿足我們國家航空航天以及民用空氣動力學試驗的主要要求。這些設備的建設也是幾代的空氣動力學工作者，經過他們的艱苦努力，發揮他們的聰明才智建設出來的。
舉個例子來說，我們國家現在最大的低速風洞是8米×6米風洞，這個風洞長有240多米，建設這個風洞是在上世紀70年代，正是處於我們國家經濟不發達、科技水平比較低的時候，為了產生這麽大的風，我們用大的風扇電機來吸氣產生這個氣流，當時的電機功率隻有2000多千瓦，而我們要用的功率是7000多千瓦，最後科技人員發揮聰明才智，采用三台電機，采用品字型設置，把這個風洞建設起來，並且在我們國家軍用飛機、民用飛機以及車輛、建築方麵都做了大量的試驗工作。我們國家風洞試驗設備能力和技術水平應該處於比較接近世界先進水平，有些方麵達到了世界先進水平。
我們國家設計各種各樣的飛機，在它論證設計階段就要進行風洞試驗，一直到這個飛機，即使首飛上天了，還需要做一些風洞試驗。比如說ARJ飛機前幾年就已經首飛上天了，也還需要研究一些空氣動力問題，所以還要在風洞進行試驗研究，對它進一步完善。所以風洞試驗是伴隨著這個飛機，從飛機總設計師提出這個構思開始，一直到它飛上藍天，包括最後在投入營運之前都需要做風洞試驗。
參與飛豹、殲十、梟龍、空中加油機、預警機等空洞試驗
王勳年：我是1983年開始工作的，應該說對我們國家研製的主要戰機或者說所有戰機以及我們國家研究的民用飛行器，這些項目我都參與過。如果大家要看哪些戰機的話，咱們看看在去年建國60周年宏大的閱兵式上，在天空上翱翔的，接受祖國和人民接受檢閱的戰機，我們都接受過試驗。比如剛開始工作時，我就參加過“飛豹”的試驗，還有殲十、梟龍、空中加油機、預警機，包括ARJ飛機，以及我們國家現在正在搞的大飛機工程，這些我們都參加過。
7月22日下午，新華網邀請到王勳年做客新華訪談，暢談他的風洞人生。圖為嘉賓在回答網友的提問。新華網 李非攝
電子軟件能代替風洞嗎？
據媒體報道很多國家沒有風洞這項技術也設計出了飛機，運用的是電子軟件等設備，那電子軟件能不能完全替代風洞呢？大型風洞在設計上有什麽難度？
王勳年：據我了解，現在通過計算機軟件去計算、分析這個飛行器上受到的氣流作用力，應該說發展很快，因為計算機的能力越來越大，運算速度越來越快，在飛機設計選型階段，用計算機軟件去計算起了很大作用，甚至讓有些風洞試驗量減少一些。但是一個飛機牽扯到方方麵麵的，氣流運動非常複雜，目前來看，計算機軟件算的氣動力還不能完全滿足飛機設計研製的要求。
所以真正要上天的飛機一定要在風洞裏做很多試驗，要以風洞試驗裏的最終數據來作為飛機上天的數據依據。僅僅是靠計算去設計飛機，我覺得目前來看還不具備這個能力，特別是對於大型飛機和載人飛機，如果搞一個小的研究型飛機或者小的無人機，可以通過計算去做。
計算機是靠數學模型，畢竟數學模型有很多簡化，因為某些方麵還存在著一些不足，所以把它用在真實的飛機設計上，用在工程上的話，如果不靠風洞試驗數據去驗證的話，危險還是很大的。
大型風洞的設計，我們國家經過幾十年的建設，關鍵技術基本上都掌握了，但是更先進的大型風洞，我們還需要突破幾個關鍵技術。一是要保證在風洞裏飛機測試的氣流都要很均勻，這是設計的難點。二是隨著航空技術的發展，要求飛機自身的噪聲越來越小，由於氣流，空氣動力產生的噪聲越來越小，所以要降低飛機的噪聲，那需要把風洞裏的背景噪聲降下來，這個也是設計的難點。要產生很強的氣流速度，噪聲還要低。三是我們要實現飛機各種各樣在天上飛行的姿態，這個姿態需要各種各樣的支撐裝置來保證它，要把這些裝置設計的非常好、非常完美，這也是一個關鍵技術。
風洞是國家重要戰略資源
有人說風洞是國家的重大戰略資源，甚至一些發達國家向我國封鎖的技術和人才中，核排第一，空氣動力就排第二，是這樣嗎？原因何在？
王勳年：把風洞作為國家重要的戰略資源，確實如此，美國有一個蘭德公司，它發表的報告裏麵稱，就是把風洞作為美國的國家重要戰略資源，比如說大型的低速風洞、大型的高速風洞等等。為什麽要把它作為國家的重要戰略資源呢？因為航空器、航天器，包括像先進的空中武器裝備，比如導彈，比如先進的隱身戰鬥機等等，都是需要通過風洞，通過空氣動力技術去設計它、試驗它，所以把空氣動力技術作為僅次於核技術的關鍵技術，並且對其他國家采取限製和封鎖。
我國家進行風洞試驗有什麽戰略意義？
王勳年：我們國家要發展大飛機，要發展軍用飛行器，必須要有整套的，能夠進行試驗驗證的地麵設施，也就是空氣動力試驗設施，也就是風洞。如果我們國家沒有整套的風洞，包括這些試驗技術、測試技術，那我們搞飛機就隻有依賴國外的風洞，就必然受製於人。所以我們國家作為一個大國，要保證我們國家的國防安全，所以我們國家就必須要有一整套完整的國防科技試驗能力。
什麽動力讓他在艱苦的條件下堅持研究？
王勳年：我從1979年考上大學的，學的就是理工科，當時叫氣體動力學，實際上就是空氣動力學，1983年大學畢業，到我們這個研究所，就從事空氣動力試驗，也就是風洞試驗這個工作。應該說這門學科是屬於理工科，應用大量的數學，也是經典力學的延伸，對數學好的人來說，學起來還是很有意思的，因為畢竟空氣的流動、它的現象非常豐富，你把那麽多的豐富現象，都可以用很多的數學物理模型表現出來。
在試驗裏，我們在風洞裏可以通過各種模型、各種試驗，也可以通過試驗把它觀測到，對它進行分析。所以我從事這項工作，從個人來說還是很感興趣的。再有，我自己覺得，這門學科，包括風洞試驗技術，對我們國家的航空航天，特別是有些武器裝備的發展非常重要，這個事情對於我們國家綜合國力的提高，對於我們國家國防科技水平的提高都很有作用。所以我也願意把我自己的愛好和國家的需要結合起來，這也是我幾十年能夠始終不懈怠的，一直有比較高的熱情從事這項專業，去做研究這項工作。
第一次參與的試驗項目
王勳年：我第一次參加的試驗項目就是這個模型，剛到研究所就安排我參加“飛豹”的試驗，在專門做試驗的風洞跟著大家一起做試驗，還比較有意思，包括飛機模型在風洞裏，比如掛個彈，或者改變一下角度等等。這是剛開始工作，但是連續幹了幾天以後就覺得像個工人一樣，風洞停了以後，把它換一下模型，姿態變一變，然後吹風，吹完以後再進去。後來就覺得學這個東西有沒有用？這是我印象最深的。
當時帶我的組長是我的老師，雖然你幹的是很簡單的工作，但是你可以分析這個數據，可以觀察飛機這些變化。因為它變化以後，我們測量的，飛機受到的力會發生變化，比如方向一變，我們測量的數據馬上就可以反映出來，他說你可以從這裏，不僅僅是在試驗過程中建立很細致的、感性的認識，這個工作是基礎工作，一般覺得很枯燥，但它也是很重要的。
7月22日下午，新華網邀請到王勳年做客新華訪談，暢談他的風洞人生。圖為嘉賓在回憶陪伴殲十戰鬥機的20年歲月。新華網 李非攝
最困難的一次試驗和最滿意的一次試驗
王勳年：我覺得最困難的一次試驗是在90年代中期，當時我們有一個技術，就是像這樣一個戰鬥機，它要發射導彈，那我們要保證發射的整個過程是很安全的，比較這個導彈發射出去以後姿態要比較好，所以我們在風洞裏麵進行試驗。我們試驗一種新的技術，就是用一種專業天平把導彈上的每個點的受力情況測量出來。當時做這個試驗非常困難，就是這個力總是不對，這樣我們就沒法往下做。
我們當時在風洞裏麵，我記得是夏天，當時非常熱，我們最終發現了是我們本身設計試驗的東西出問題了，就是飛機掛的這個導彈，就是測量力的元件對溫度非常敏感，敏感到什麽程度呢？我們有工作的30瓦的燈泡，拿燈一照，數據就發生變化，也就是我們本身試驗的設備出了問題，所以那個特別困難，做了很久。
讓我自己最滿意的的一次試驗，應該說有很多次。我覺得最滿意的就是做我們國家空中加油機的試驗，這個在1999年國慶閱兵時就已經展現在國人麵前了，就是飛機上吊著一個輸油管，後麵飛機飛上去受油。為了保證後麵飛機的安全，那要把飛機後麵的氣流擾動都要測出來，為什麽呢？因為這個飛機翅膀後麵它會有旋渦，擔心這個旋渦會不會影響後麵飛機的安全。比如說有很大的旋渦，肯定會受到前麵飛機的影響，可能就掉下去了，或者幹擾很大，對不準加油管的管嘴，操作就很困難。
所以當時做了三個月的試驗，試驗研究組的人一起測量了幾百個側麵，最後對數據進行了分析，最後給了很完整的數據，為空中加油的安全順利作出了我們應有的貢獻。
見證殲十研發曆程
總裝駐川某基地某研究所所長於昆龍曾這樣說："殲十飛機從選型、定型，到試飛成功、裝備部隊用了20年的時間，王勳年就陪了它20年，可以說，他陪伴自己孩子的時間也沒有那麽長。"王勳年怎麽看待這段經曆？
王勳年：應該說殲十是我參加工作不久我們國家就立項的一個戰機，1998年首飛上天，到後來定型裝備部隊。在這個過程中，我很有幸參與了這個戰機研製過程中風洞試驗的工作。從最初的，殲十在風洞裏進行選型，到後來做各種各樣的特種試驗，比如說發動機進氣流的試驗，包括飛機做這種高速旋轉的試驗，再到飛機做大迎角的試驗，這些試驗應該說做了幾十期幾千次。
這個過程確實是非常漫長，所以我們搞風洞試驗的人，也是見證了我們國家研發一個新型戰機的曆程，飛機的設計單位投入了大量人力，發揮了他們的聰明才智，我們搞風洞試驗給他們提供強有力的技術支撐，保證他們提出的設計構想，我們都可以通過風洞試驗進行計算和測算。
大飛機風洞試驗如何出色完成？
王勳年：大飛機需要很優異的性能，特別是經濟性要好，要舒適，噪音要小，還要安全，安全牽扯到很多跟空氣動力有關的。我們國家搞大飛機工程，對搞風洞試驗、風洞研究的也是很大的挑戰，我們不僅是要造一個大飛機，還是要造一個先進的大飛機。對於風洞試驗，涉及到很多先進技術。比如說空客、波音，飛機翅膀底下吊著幾個發動機，這都是經過測算的，我們在風洞裏也要進行這種研究，實際上先進的技術是能夠研究發動機有進氣、噴流的時候，對整個機翼的影響。
為了保證我們國家未來大飛機進行這種一體化設計，我們專門用了很長的時間去研究和發展這樣一項比較複雜的、先進的試驗技術，這樣一種試驗技術和試驗裝置，我們基本上已經搞成了，可以滿足我們國家大飛機在風洞裏帶上發動機的模型進行風洞試驗的需要，可以把大飛機帶上發動機以後所受到的氣動力，一起給測算下來。
“沒有堅守，就沒有飛翔”
王勳年在當選為“踐行當代革命軍人核心價值觀”新聞人物時曾說，“沒有堅守，就沒有飛翔”，這句話有什麽深刻含義？他曾經有機會能夠得到一份待遇十分優厚的工作，為什麽放棄了而選擇留在現在的崗位上？
王勳年：因為我是搞空氣動力學的，是搞風洞試驗的，我對這項工作很有感情，這項工作很有意義，而且自己在這方麵也積累了很多經驗。所以如果繼續做這項工作，自己能做更多的事，能為我們國家搞飛行器、搞大飛機出上一把力。盡管也有機會到大城市去，可能做待遇更好的一份工作，但是我覺得人的價值不僅僅是待遇、薪水，還在於他做的事情對國家的貢獻，包括自己的愛好、自己的理想能不能跟國家的重大國情、國家發展結合起來更有意義。
“沒有堅守、就沒有飛翔”，是我在去年當選全軍“踐行當代革命軍人核心價值觀”新聞人物時的一個感言。一個飛機要真正能夠飛起來，首先要在我們風洞裏經受各種各樣的氣流、各種各樣的姿態，要在風洞裏進行打磨和磨煉，從這個意義來說，它也是一種堅守，隻有最後這個飛機打磨得非常好了，設計得非常完善了，才能最後一飛衝天。所以我個人也覺得，我們是一名科技人員，也要堅守自己有意義、有價值的工作，最終總是能為國家、為人民作出有意義的工作，能夠盡自己的一點兒貢獻。
多為年輕人創造成長的環境和機會
為了培養年輕人，王勳年經常讓年輕人共享自己申請到的課題，讓年輕人挑大梁，當課題組長，自己當顧問，手把手地傳經驗、教方法。在申報科技成果獎時，他常常把年輕人排在前麵。他是怎麽做到了淡泊名利？
王勳年：我覺得把年輕人往前台推，這是風洞試驗研究能夠有接力棒、能夠越做越好的一個重要條件。我們那個研究所也有很好的氛圍和環境，我剛參加工作的時候，我就有印象，我工作不到三年，當時研究室的領導就讓我負責工程組的工作，而且把一項很重要的課題交給我，讓我做課題組組長負責，我當時20來歲，我的課題組成員有很多都是60年代的大學生，他們都很鼓勵我、支持我，因為你們時間更長、更年輕、精力更充沛。
我現在成了“老同誌”，進入中年以後，我覺得應該多為年輕人創造他們成長的環境和機會，包括讓他們能夠負責課題，包括有很多成果，他們確實做了很多貢獻，應該把他們放在前台，我們給他們做好後盾，做好把關。
怎麽看待自己目前的成就？
王勳年：我並不屬於功成名就，隻能說我是紮紮實實的根據國家和部隊的需要做很多科研工作，並且做的工作有一些作用。我自己評價我自己，我覺得我是一個很實在、也很務實的人，對於名利，對於很多東西可能看的不是太重。因為我有一個人生體會，搞科研工作，工作標準要高一些，這樣給自己提供壓力和動力，但是對於自己的待遇、名利、生活享受，盡可能期望值低一些，這樣更容易滿足，不會為名利、待遇勞心費神、牽動精力。
我們國家大飛機工程現在已經正式啟動了，先進的大飛機，要把它研製出來，對我們搞空氣動力學、搞風洞試驗的提出了更嚴峻的挑戰，比如說飛機的結冰問題，這是影響飛機安全的；像飛機的氣動噪聲問題，這是影響乘坐的舒適性，也影響到環境條件等等。所以空氣動力學跟其他學科交叉比較多，又給我們提出了很多新的挑戰，也讓我們的研究領域更加拓展了。所以我要更加努力，盡自己的能力去鑽研新的學科，並且帶領我的學生和科研團隊，把國家和軍隊交給我們的任務完成的更好。
