俞鸿儒:拨开科学的雾 荡去岁月的尘
2024-06-24黄存平
黄存平
他不管是在社会动乱年代还是在和平年代,一边发奋读书,一边投身社会实践;他不计个人名利得失,在科学研究的道路上以身示范,甘愿做年轻科学家的引路人,带领年轻科学家开拓创新;他研制的超级风洞“JF-12”,让我国拥有了被国际同行称为“超级巨龙”的世界最大激波风洞……他就是江西省上饶籍中国科学院院士、我国激波管和激波风洞研究及其应用的开拓者之一、“感动中国”2023年度人物———俞鸿儒。
寒窗苦读把梦想耕植到祖国需要的领域
1928年6月15日,俞鸿儒出生于文风蔚然的江西省上饶市广丰县(今上饶市广丰区)。俞鸿儒的父母是头脑活络的商人,平时比较繁忙。但,不管再怎么繁忙,俞鸿儒的父亲总要抽出时间读书,同时严格要求俞鸿儒要努力读书。在父亲的言传身教下,俞鸿儒心中种下了读书的种子,还萌生了当科学家的念想。
当时社会动荡不安,先不说读书学习,就连生存都是不易的事,很多与俞鸿儒年龄相仿的人都放弃了求学,而俞鸿儒则在父母的帮助支持下选择坚持求学。
1933年秋,俞鸿儒进入广丰县杉江中学附属小学读书。初入学堂的俞鸿儒不仅对读书格外喜爱,还对机械产品情有独钟。他的懂事听话、聪明伶俐,让父母感到很欣慰。
1943年秋,俞鸿儒被保送升入杉江中学高中部。3年后,俞鸿儒高中毕业,并顺利考取了上海同济大学数学系。在大学,俞鸿儒阅读了大量的进步书籍,学习先进思想理念,积极参加社会实践活动。
有志于通过读书报国、投身新中国经济建设的俞鸿儒经过再三考虑,毅然决定二次参加高考。1949年7月,他成功考取了大连工学院(今大连理工大学)机械系。再次进入大学学习的俞鸿儒,对所学专业如饥似渴,对学习的机会倍加珍惜。1953年5月,他毕业后留校担任助理教授。
1956年夏,党中央号召“向科学进军”,俞鸿儒毅然报考了中国科学院流体力学研究生。次年3月,俞鸿儒到中国科学院力学研究所就读研究生,师从郭永怀。郭永怀敏锐地意识到高性能、大尺寸的高超声速风洞是设计航天飞行器必不可缺的技术,因此便引导俞鸿儒发展激波管技术,研制激波风洞。
风洞被称作“飞行器的摇篮”,能人工产生可控制气流,用来模拟飞行器在空中飞行的复杂状态,从而发现设计缺陷并改进。飞机、导弹、太空飞船等无不在风洞里千“吹”百炼之后,才能升上天空。
1958年年初,中国科学院力学研究所成立了研究组,独立自主开展激波管、激波风洞技术研制。郭永怀指定年轻的俞鸿儒担任风洞研究组组长。他之所以对俞鸿儒委以重任,是因为他了解到,俞鸿儒在大连工学院任教那几年,参与了多个教研室的工作。通过这段时间的相处,郭永怀发现俞鸿儒是一个实验能力很强的人。
成为组长后,资历尚浅的俞鸿儒压力很大,也非常茫然。风洞设备的研制对工艺水平要求很高,关键是国内几乎处于空白状态,连郭永怀也没有相关的实操经验。因此,具体工作该怎么做,需要俞鸿儒带团队去探索。
俞鸿儒自加入郭永怀的团队,意味着他浑身的力气就可以用在攻克现有难关上。俞鸿儒多年求学所学知识也终于有了用武之地,距离他少时的科学梦又近了一步。
克服困难笃定方向潜心研究“激波风洞”
当时,我国的风洞技术远落后于西方,国际上的风洞建造需要大量资金和设备投入。新中国经济基础还很薄弱、电力也短缺,无法效仿国外风洞的发展路线。但是,不发展、不研制又不行,因为“这个做完对国家有用”“国家没有这个是不行的”。
国家需要,条件又有限,该如何打开研究局面呢?俞鸿儒另辟蹊径,怎么省钱怎么来。他采用了氢氧燃烧驱动方式。它的优势是装置简单、不依赖高技术装备,可以节省资金。但,这种方式极易发生爆炸。俞鸿儒坚定地认为:“科学研究最关键的是人,是创新,而不是钱。”“有创新,再穷也能用自己的办法做出世界上独一无二的工作。”
经过论证,郭永怀同意了这条充满风险的技术路线。郭永怀说:“不许死人,创造条件要干。”郭永怀的担心很有预见性,后来实验还真发生了爆炸。有一次把一间房子都炸掉了。俞鸿儒回忆道:“恩师考虑的是房子炸掉了可以再盖,但不弄清楚爆炸原因,就不能更好地预防危险。”俞鸿儒知道存在风险,所以每次点火试验时,他让所有人都撤到安全地带。
面对一次又一次的失败,俞鸿儒没有放弃,继续心无旁骛地进行研究。经过多次试错、复盘,俞鸿儒摸清了危险的根源———“爆轰”。此后的几十年中,风洞研究组再也没有发生重大事故。
风洞研究涉及空气动力学、材料学、机电、声学等20多个专业领域,一个个技术难题都需要俞鸿儒和团队去解决。1958年,在一次次反复试错中,俞鸿儒终于带领团队研制成功我国第一代激波管。有了它,就可以让风洞管道产生气流,模拟和再现真实的大气环境,进而让飞机、导弹模型进去做实验,便可获得相应数据,并以此研究物体在大气环境中的运行规律……
1964年年初,在先后研制成JF-4、JF-4A激波风洞后,俞鸿儒团队又开始攻关JF-8激波风洞,这是中国第一座大型高超声速风洞,它的设计尺寸和参数都与国际水平相当。
1966年,中国科学院力学研究所里没有了工作、学习的条件和气氛,但俞鸿儒没有放弃科研。为了节约成本,俞鸿儒自己制作出了JF-8激波风洞的主要零件,不但符合要求,质量还很高。
1967年春节后,他和几位老师傅奋战两个多月,将JF-8激波风洞安装完毕,开始试运行。当初预估成本800万元,最后该产品总成本只有8万元。
俞鸿儒主抓的JF-8激波风洞恰逢其时,为中国研制的导弹、火箭、人造卫星等重点型号飞行器在攻关阶段的各种试验中发挥了极其重要的作用。
1988年,俞鸿儒在德国完成爆轰驱动的原理性实验,回国后形成了较为成熟的爆轰驱动方法。10年后,俞鸿儒领导建成了国际上第一座爆轰驱动高焓激波风洞JF-10。此后,爆轰驱动成了世界风洞研究的热点。
薪火相传愿为年轻科学家当铺路石
“中国曾经落后这么多年,不是一朝一夕能够追赶上的。你们好好干,干好了也许你们的学生可能有成就,不能让人家这么欺负咱们。”俞鸿儒对恩师的教导记忆犹新,“他不要求我们成名成家,就要求我们做铺路石。”
那时,激波风洞的试验时间只有几毫秒。美国人费了九牛二虎之力,也只是把试验时间延长到30毫秒。俞鸿儒却提出,要建高超声速复现激波风洞,并把试验时间达到100毫秒。唯有如此,才能让风洞实验状态从“模拟”跨越到“复现”,在地面上完全营造出高超声速的飞行条件,攻克这项悬置近60年的世界级难题。该项目在立项过程中,有人坚决反对。项目组经反复思考研究,JF-12高超声速复现激波风洞于2008年获准启动。
2012年5月,在俞鸿儒的指导下,中国科学院力学研究所建成了JF-12高超声速复现激波风洞是全球第一座大型高超声速激波风洞,整体性能处于国际领先水平。在JF-12等大型复现风洞的研制项目中,他大胆放手,让优秀的青年科学家施展才华。
在申报国家奖项时,作为JF-12大型复现风洞的主要设计者,俞鸿儒将自己的名字写在了最后一位,而把显赫位置让给了年轻人。让年轻人走向台前,这是俞鸿儒善于给“后浪”充足的发展空间,也是激波管风洞技术薪火传承的真实写照。
2016年3月27日,美国航空航天学会(AIAA)将地面试验大奖授予俞鸿儒选定的接班人姜宗林。这一地面试验奖自1975年设立以来,一直无亚洲人获奖。2015年8月16日,中国力学大会授予中国科学院力学研究所“复现高超声速飞行条件激波风洞”(JF-12)首届中国力学科学进步一等奖。2017年JF-12复现风洞又获国家技术发明二等奖和中科院杰出科技奖第一名。在俞鸿儒看来,这些成绩的取得都是研究团队几十年专心科研的结果。
“国家的科学事业需要我们来做铺路石。”俞鸿儒牢记恩师的教导,对名利看得很淡,“荣誉对我来说没有多大帮助,年轻人没有这个不好开展工作。年轻人有用,做完有成就、有威信,工作就好做了,等他们老了再交给年轻人。”
2019年国庆阅兵式上,“东风-5”弹道导弹霸气出场。它也曾在俞鸿儒研制的风洞设备中进行过多项测试。当天,记者采访俞鸿儒时问道:“看到东风-5弹道导弹经过天安门广场时,您内心是什么感受?”他却微笑摆手说:“我们只是帮了一点忙,主要工作还是人家做的。”
在聊到俞鸿儒个人取得的科研成果时,他淡然一笑,谦逊地说:“其实,很多时候不是个人,是时代(给予的机会),是很多人共同的努力。”
最近几年,耄耋之年的俞鸿儒还坚持到单位小礼堂参加学术年会,为晚辈科学家新建造的JF-22超高速风洞项目铺路搭桥,解疑释惑。他依旧不忘提携后辈,依然用他的智慧与谦逊,点亮无数新星。
今年4月8日,96岁的俞鸿儒院士被评选为“2023年感动中国人物”。他这些年走过的路,做过的实验,正如“感动中国”2023年度人物颁奖辞所说:“前辈布下的奇子,蛰伏深空的巨龙。做别人不敢做的,做别人做不成的,他独辟蹊径,一往无前。拨开科学的雾,荡去岁月的尘,我们看到一位科学家黄金般的心。”