他為“兩彈一星”破解高溫密碼丨吳承康

吳承康

1929年11月14日—2022年12月25日

中國(guó)科學(xué)院院士，高溫氣體動(dòng)力學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所研究員。

吳承康是我國(guó)彈頭燒蝕防熱研究、低溫等離子體科學(xué)和燃燒科學(xué)界有重要影響力的學(xué)術(shù)帶頭人。他在燒蝕機(jī)理、人造衛(wèi)星回收方案、再入通訊以及燃燒基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用等方面取得了一批開(kāi)拓性成果，為我國(guó)航天工程和能源科學(xué)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

今天是他誕辰96周年，我們一起紀(jì)念。

編者按

“東風(fēng)快遞，使命必達(dá)。”這句口號(hào)，是每一個(gè)中國(guó)人的驕傲。而當(dāng)彈道導(dǎo)彈劃過(guò)大氣層，總有一個(gè)名字浮現(xiàn)在這“熾烈”的能量場(chǎng)中——吳承康。他一生研究“熱”——導(dǎo)彈彈頭的高溫、防熱材料的燒蝕……從“兩彈一星”的防熱攻關(guān)，到開(kāi)創(chuàng)中國(guó)“熱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”的先河，他讓“熱”成為中國(guó)航天騰飛的能量，也成為一代人精神的溫度。

為“兩彈一星”攻克“熱”難題

1957年，面對(duì)新中國(guó)百?gòu)U待興的局面，吳承康毅然放棄了在美國(guó)的優(yōu)渥生活與科研前景，回到祖國(guó)懷抱，支援國(guó)家建設(shè)。回國(guó)后，吳承康先是到中國(guó)科學(xué)院動(dòng)力研究室工作，1960年隨研究室合并到力學(xué)研究所，次年起投身于國(guó)家最緊迫的國(guó)防科研任務(wù)——“兩彈一星”工程。

當(dāng)時(shí)，我國(guó)正在研制中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈，其中彈頭燒蝕防熱是必須攻克的關(guān)鍵技術(shù)。彈頭以極高速度再入大氣層時(shí)，與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生的高溫足以熔化任何普通材料。如何保護(hù)彈頭不被燒毀，成為擺在科研人員面前的“攔路虎”。

面對(duì)這一世界級(jí)難題，吳承康深知要解決防熱問(wèn)題，首先必須在地面模擬出彈頭再入時(shí)的極端高溫環(huán)境。他提出了一個(gè)符合我國(guó)國(guó)情的創(chuàng)新方案，即采用電弧等離子體亞聲速射流對(duì)飛行器駐點(diǎn)的受熱情況進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

在沒(méi)有現(xiàn)成設(shè)備和技術(shù)資料的情況下，吳承康帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始，自主設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試，最終成功組建了國(guó)內(nèi)首臺(tái)920千瓦電弧加熱設(shè)備，并研發(fā)了配套的（10種）高溫測(cè)量系統(tǒng)和技術(shù)，首次在國(guó)內(nèi)給出了各種待用防熱材料的有效燒蝕熱數(shù)據(jù)，為我國(guó)導(dǎo)彈研制提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

吳承康在電弧加熱風(fēng)洞裝置前

來(lái)源丨中國(guó)科學(xué)家博物館

開(kāi)啟中國(guó)“熱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”的先河

20世紀(jì)70年代，隨著我國(guó)航天事業(yè)的快速推進(jìn)，遠(yuǎn)程戰(zhàn)略導(dǎo)彈的研制中出現(xiàn)的彈頭燒蝕防熱問(wèn)題遠(yuǎn)比中程導(dǎo)彈嚴(yán)重得多，我國(guó)國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)已有的設(shè)備已不能滿足地面模擬試驗(yàn)的需求。

1975年9月10日，國(guó)防科委為了組織協(xié)同攻關(guān)任務(wù)，專門(mén)召開(kāi)了“彈頭氣動(dòng)防熱”會(huì)議。錢(qián)學(xué)森親臨現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)員，他把這場(chǎng)科研戰(zhàn)役比喻為“淮海戰(zhàn)役”，并以“人生能有幾次搏？”的豪情激勵(lì)在場(chǎng)科學(xué)家全力以赴。

這一次，吳承康再次走在了前列，他率先提出利用火箭燃?xì)忾_(kāi)展大面積燒蝕防熱研究方案，并帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)從事了大量的測(cè)試工作。

吳承康所寫(xiě)的燒蝕實(shí)驗(yàn)專用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)想

來(lái)源丨中國(guó)科學(xué)家博物館

當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)飛行器防熱研究尚未形成“熱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”的概念，科研人員圍繞是否將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證納入聯(lián)合燒蝕試驗(yàn)組的工作范圍產(chǎn)生了分歧。對(duì)此，吳承康旗幟鮮明地表示：“從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上解決問(wèn)題，沒(méi)有太大困難。我們同設(shè)計(jì)單位配合，一定能完成任務(wù)。”

在他的帶動(dòng)下，團(tuán)隊(duì)向設(shè)計(jì)單位提出了一系列科學(xué)合理的改進(jìn)建議，使得關(guān)鍵技術(shù)瓶頸得到突破，并開(kāi)啟了我國(guó)“熱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”的先河。

吳承康（左）與同事在實(shí)驗(yàn)中

來(lái)源丨中國(guó)科學(xué)家博物館

在這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的科技攻堅(jiān)戰(zhàn)中，吳承康以系統(tǒng)性思維推動(dòng)了我國(guó)防熱研究從“單點(diǎn)攻關(guān)”走向“體系創(chuàng)新”，直接推動(dòng)了1978年我國(guó)自行研制的運(yùn)載火箭在南太平洋全程飛行試驗(yàn)的成功，也為我國(guó)航天器的熱防護(hù)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論與工程基礎(chǔ)。

吳承康的一生，是“科研報(bào)國(guó)”的生動(dòng)注腳，他始終將個(gè)人的研究方向與國(guó)家的命運(yùn)緊密相連，以燃燒的赤誠(chéng)詮釋最質(zhì)樸的誓言——“要為中國(guó)人做一點(diǎn)事情”。

科學(xué)家說(shuō)：

對(duì)于義無(wú)反顧地回到中國(guó)，吳承康說(shuō)：“對(duì)于中國(guó)、中國(guó)人民、中國(guó)民族，還是覺(jué)得，我們目標(biāo)要為中國(guó)人做一點(diǎn)事情。我們父輩們也都是到外國(guó)去，就是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完了就回來(lái)，很自然的，也沒(méi)有什么很多的想法。”

吳承康對(duì)青年學(xué)生說(shuō)：“我們應(yīng)該要有創(chuàng)新的思維，有獨(dú)立的思考。不能認(rèn)為書(shū)上寫(xiě)的就是完全正確的，現(xiàn)有的東西就是最好的。創(chuàng)新不是簡(jiǎn)單的事情，要在當(dāng)時(shí)的理論基礎(chǔ)、事實(shí)基礎(chǔ)上，提出新的想法，創(chuàng)造新的東西。”

參考文獻(xiàn)：

[1] 生平傳記-深切緬懷吳承康院士.中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所官網(wǎng),2022-12.

[2] 吳承康：要為中國(guó)人做一點(diǎn)事情.央廣網(wǎng),2023-04-09.

[3] 憶吳先生科研理念，思吳先生行事為人.中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所官網(wǎng),2024-04-23.

中國(guó)科學(xué)家博物館出品

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