中國航空史上，除了“爭氣機(jī)”之外，其實還有一個“爭氣發(fā)動機(jī)”的故事。

當(dāng)年航空發(fā)動機(jī)確實是“工業(yè)王冠上的明珠”，我們因為起步太晚，差距很大……但我們一位33歲的年輕科學(xué)家創(chuàng)造性地發(fā)明了“沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器”，一舉讓軍用航空發(fā)動機(jī)突破到世界先進(jìn)水平。

當(dāng)年戰(zhàn)斗機(jī)想要突破音障或者迅速爬升，需要開“加力”，最簡單的辦法就是讓發(fā)動機(jī)噴出更多更快的氣體，科學(xué)家就想到在發(fā)動機(jī)后方噴出更多的燃油，讓燃油大量燃燒，這就是我們常說的“加力燃燒室”。

但這個方法是有缺陷的，開加力時，后燃室里的環(huán)境有多惡劣。一方面后燃室里充滿了前半段發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高速高溫氣流，一方面還要承受噴射燃油二次燃燒帶來的沖擊與壓力變化。在這么惡劣的情況下，后燃室的工作就很不穩(wěn)定，時不時熄火，內(nèi)部燃燒產(chǎn)生的流體運動也不規(guī)律，推力就有很大損失……這個當(dāng)時在全世界都屬于一個難題。

德國和蘇聯(lián)為了解決這個問題，針對性的創(chuàng)造了一個部件，叫“V型火焰穩(wěn)定器”，但穩(wěn)定器的使用效果就比較玄學(xué)，只能說聊勝于無，使用時阻力大穩(wěn)定性差……而且當(dāng)時的德國人和蘇聯(lián)人也不知道“V型火焰穩(wěn)定器”的科學(xué)原理，全靠“玄學(xué)”。

我們能夠在第三代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)上取得重大突破，源于北航高歌教授的一次頗為傳奇的經(jīng)歷。

1968年到1978年，高歌本科從北航畢業(yè)后，一直都在青海沙漠地區(qū)工作。當(dāng)時他觀察到，在青海的沙漠中，有一種新月型沙丘，它有一個特點：不管風(fēng)怎樣吹，沙丘都不變形，仍然保持新月形狀。而其他形狀的沙丘都可以被風(fēng)輕易吹跑。

他甚至聯(lián)想到了趙州橋，這就像趙州橋的石頭一樣，上邊寬下頭窄，石頭像笑臉擠在一起，拱形石橋就掉不下去了……這個似乎可以用來設(shè)計發(fā)動機(jī)燃燒室的“火焰穩(wěn)定器”。

但靈感是靈感，科學(xué)理論轉(zhuǎn)化為工程成果，是需要強大的計算和設(shè)計能力的，沙丘是一個三維形狀，所以就要想法計算出三維物體后面的流場。然而三維問題的計算方法非常費時間。如果將流場分為五千個點來計算的話，在一個百萬次的計算機(jī)上，需要計算六千個小時，也就是一臺計算機(jī)連續(xù)不斷開八個月。所以就需要探索一種新的數(shù)字計算方法。

當(dāng)時，高歌看了幾十種計算方法，把每種方法的優(yōu)缺點都挑出來，反復(fù)琢磨了兩個月選出了其中三四種方法。大概前后耗時了四、五個月，把它們的優(yōu)點合成一種三維計算方法。按照這種三維計算方法，這個沙丘空間流場分成三千個點，在學(xué)校當(dāng)時一臺七幾萬次的計算機(jī)上用兩個小時就把它的流場結(jié)構(gòu)算出來了………

1981年，高歌和曹明驊老師正式開始做原理性實驗。在進(jìn)行火焰實驗發(fā)現(xiàn)這種火焰穩(wěn)定器非常穩(wěn)定，比過去的穩(wěn)定器擴(kuò)大穩(wěn)定性六到八倍。要知道當(dāng)時的火焰穩(wěn)定器，性能要是可以提高10%~20%就已經(jīng)非常不錯了 ，這是個有可能領(lǐng)先世界的突破!

1982年到1983年初做發(fā)動機(jī)的整機(jī)實驗，1984年進(jìn)行高空試飛，最后定型開始實際應(yīng)用，經(jīng)過四年多時間，終于完成了這個科研項目。

該穩(wěn)定器的阻力比常規(guī)V形槽穩(wěn)定器減少70%，而火焰穩(wěn)定范圍大幅度提高。1983年裝備沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器的WP-6發(fā)動機(jī)首次在強-5飛機(jī)試飛成功，證實推力增加、耗油率下降、飛機(jī)升限提高1千米，消除了震蕩燃燒和高空熄火現(xiàn)象。1984年起大規(guī)模裝備空軍部隊。

高歌完成了沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器設(shè)計和研究工作，該項成果于1984年獲國家發(fā)明一等獎，軍用航空發(fā)動機(jī)在使用了“沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器”之后，它的性能得以加強，讓我國三代戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)直接追平美國……

借助這個理論，只用了4年就徹底改進(jìn)了燃燒穩(wěn)定器的設(shè)計，提高國產(chǎn)發(fā)動機(jī)的性能，填補了國際航空界長期的空白，讓我國在航空發(fā)動機(jī)這個薄弱領(lǐng)域，有了國際領(lǐng)先的一項特殊技術(shù)。

錢學(xué)森同志將其稱之為“一項為中國人民爭氣的重大發(fā)明”，這項發(fā)明現(xiàn)已用于中國多種軍用航空發(fā)動機(jī)。

中國航空工業(yè)的進(jìn)步，倒不是完全是因為原理和設(shè)計的創(chuàng)新，更多是因為基礎(chǔ)工業(yè)、材料科學(xué)、機(jī)械加工、工業(yè)自動化、電子工業(yè)、通信技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、導(dǎo)彈技術(shù)……全系統(tǒng)全方位的進(jìn)步。

是一代一代的科學(xué)家、工程師們艱苦奮斗、厚積薄發(fā)，創(chuàng)造了今天這個令人難以想象的航空時代，也證明了我們這個民族，是世界上最擅長搞科學(xué)、搞工業(yè)的民族。

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