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

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

吳承康是我國彈頭燒蝕防熱研究、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拓性成果，為我國航天工程和能源科學(xué)發(fā)展作出了重要貢獻。

今天是他誕辰96周年，我們一起紀念。

編者按

“東風(fēng)快遞，使命必達。”這句口號，是每一個中國人的驕傲。而當(dāng)彈道導(dǎo)彈劃過大氣層，總有一個名字浮現(xiàn)在這“熾烈”的能量場中——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)，到開創(chuàng)中國“熱結(jié)構(gòu)試驗”的先河，他讓“熱”成為中國航天騰飛的能量，也成為一代人精神的溫度。

為“兩彈一星”攻克“熱”難題

1957年，面對新中國百廢待興的局面，吳承康毅然放棄了在美國的優(yōu)渥生活與科研前景，回到祖國懷抱，支援國家建設(shè)。回國后，吳承康先是到中國科學(xué)院動力研究室工作，1960年隨研究室合并到力學(xué)研究所，次年起投身于國家最緊迫的國防科研任務(wù)——“兩彈一星”工程。

當(dāng)時，我國正在研制中遠程導(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，與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生的高溫足以熔化任何普通材料。如何保護彈頭不被燒毀，成為擺在科研人員面前的“攔路虎”。

面對這一世界級難題，吳承康深知要解決防熱問題，首先必須在地面模擬出彈頭再入時的極端高溫環(huán)境。他提出了一個符合我國國情的創(chuàng)新方案，即采用電弧等離子體亞聲速射流對飛行器駐點的受熱情況進行模擬試驗。

在沒有現(xiàn)成設(shè)備和技術(shù)資料的情況下，吳承康帶領(lǐng)團隊從零開始，自主設(shè)計、制造、調(diào)試，最終成功組建了國內(nèi)首臺920千瓦電弧加熱設(shè)備，并研發(fā)了配套的（10種）高溫測量系統(tǒng)和技術(shù)，首次在國內(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

來源丨中國科學(xué)家博物館

開啟中國“熱結(jié)構(gòu)試驗”的先河

20世紀70年代，隨著我國航天事業(yè)的快速推進，遠程戰(zhàn)略導(dǎo)彈的研制中出現(xiàn)的彈頭燒蝕防熱問題遠比中程導(dǎo)彈嚴重得多，我國國內(nèi)當(dāng)時已有的設(shè)備已不能滿足地面模擬試驗的需求。

1975年9月10日，國防科委為了組織協(xié)同攻關(guān)任務(wù)，專門召開了“彈頭氣動防熱”會議。錢學(xué)森親臨現(xiàn)場動員，他把這場科研戰(zhàn)役比喻為“淮海戰(zhàn)役”，并以“人生能有幾次搏？”的豪情激勵在場科學(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氣開展大面積燒蝕防熱研究方案，并帶領(lǐng)研究團隊在試驗現(xiàn)場從事了大量的測試工作。

吳承康所寫的燒蝕實驗專用發(fā)動機設(shè)計設(shè)想

來源丨中國科學(xué)家博物館

當(dāng)時，國內(nèi)飛行器防熱研究尚未形成“熱結(jié)構(gòu)試驗”的概念，科研人員圍繞是否將結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證納入聯(lián)合燒蝕試驗組的工作范圍產(chǎn)生了分歧。對此，吳承康旗幟鮮明地表示：“從結(jié)構(gòu)設(shè)計上解決問題，沒有太大困難。我們同設(shè)計單位配合，一定能完成任務(wù)。”

在他的帶動下，團隊向設(shè)計單位提出了一系列科學(xué)合理的改進建議，使得關(guān)鍵技術(shù)瓶頸得到突破，并開啟了我國“熱結(jié)構(gòu)試驗”的先河。

吳承康（左）與同事在實驗中

來源丨中國科學(xué)家博物館

在這場沒有硝煙的科技攻堅戰(zhàn)中，吳承康以系統(tǒng)性思維推動了我國防熱研究從“單點攻關(guān)”走向“體系創(chuàng)新”，直接推動了1978年我國自行研制的運載火箭在南太平洋全程飛行試驗的成功，也為我國航天器的熱防護設(shè)計奠定了堅實的理論與工程基礎(chǔ)。

吳承康的一生，是“科研報國”的生動注腳，他始終將個人的研究方向與國家的命運緊密相連，以燃燒的赤誠詮釋最質(zhì)樸的誓言——“要為中國人做一點事情”。

科學(xué)家說：

對于義無反顧地回到中國，吳承康說：“對于中國、中國人民、中國民族，還是覺得，我們目標(biāo)要為中國人做一點事情。我們父輩們也都是到外國去，就是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完了就回來，很自然的，也沒有什么很多的想法。”

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

參考文獻：

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

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

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

中國科學(xué)家博物館出品

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