——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
“3、2、1!”隨著最后一聲指令,在中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱力學(xué)所)懷柔實(shí)驗(yàn)基地264米長(zhǎng)的鐵軌上,一輛縮比1∶8的列車模型飛馳而過(guò),掀起一陣疾風(fēng)。參觀者驚呼:好快!
這是世界上規(guī)模最大、實(shí)驗(yàn)速度最高的雙向運(yùn)行高速列車動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?!霸搶?shí)驗(yàn)平臺(tái)可以把100千克的列車實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛷撵o止基本勻加速至?xí)r速最大500千米,并能基本以勻減速將其停住?!痹撈脚_(tái)項(xiàng)目主持者、力學(xué)所研究員楊國(guó)偉說(shuō)。
以此為基礎(chǔ),我國(guó)高速列車空氣動(dòng)力學(xué)研究體系逐漸完善。不論是“復(fù)興號(hào)”還是“和諧號(hào)”,亦或是其他高速列車,研制期間都要在這里“跑一跑”,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各項(xiàng)參數(shù),像一件工藝品一樣精雕細(xì)琢,直至“出爐”運(yùn)營(yíng)。
可以說(shuō),這里是高鐵的搖籃,而它的主持研究者楊國(guó)偉最初卻是“航空圈”的。
1996年,從西北工業(yè)大學(xué)飛機(jī)工程系空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)后,29歲的楊國(guó)偉決定繼續(xù)深造,先后在日本、德國(guó)的高校和科研機(jī)構(gòu)交流、工作。這期間,他主攻空氣動(dòng)力學(xué)方向,獲得過(guò)含金量較高的洪堡研究獎(jiǎng),參研過(guò)空客A380的相關(guān)設(shè)計(jì)。
不論行走有多遠(yuǎn),總難忘祖國(guó)泥土的芬芳。2003年,36歲的楊國(guó)偉放棄了月入近3萬(wàn)元人民幣的高薪,舉家回國(guó),來(lái)到力學(xué)所工作。工資雖然縮水了近10倍,但楊國(guó)偉卻干勁十足,逐漸組建起一支攻關(guān)能力強(qiáng)、吃苦耐勞的研發(fā)隊(duì)伍。在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919、中俄合作研發(fā)的大飛機(jī)CR929、新支線客機(jī)ARJ21等近年來(lái)我國(guó)的“明星”飛機(jī)的研發(fā)過(guò)程中都活躍著楊國(guó)偉團(tuán)隊(duì)的身影。
為何要從“天上”回到“地上”?“1985年春節(jié),我坐火車從婁底到邵陽(yáng),100公里的路途用了24個(gè)小時(shí)。1997年,我在日本坐新干線列車,感覺太震撼了。日本列車的速度怎么能這么快呢?”從那一刻起,楊國(guó)偉就在想,“什么時(shí)候我們國(guó)家能有這么快的列車就好了?!?/p>
2008年,“跨界”的機(jī)會(huì)來(lái)了。科技部與原鐵道部共同簽署《中國(guó)高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃》,鼓勵(lì)我國(guó)高速鐵路技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新和更多的人才投身其中。
同樣是高速場(chǎng)景、考慮空氣動(dòng)力及阻力,飛機(jī)和高鐵在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究是相通的,于是楊國(guó)偉團(tuán)隊(duì)緊握機(jī)會(huì),投身到中國(guó)高速列車氣動(dòng)外型設(shè)計(jì)的行列中。
研制高速列車動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)需要解決一系列難以克服的技術(shù)問(wèn)題,這些問(wèn)題幾乎每天都讓楊國(guó)偉崩潰。
如何在短時(shí)間里將列車模型的速度提升起來(lái)?無(wú)論是傳統(tǒng)的管道內(nèi)壓縮空氣加速,還是常用的滑輪倍增加速,以及航天用的捆綁類火箭噴氣加速,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都是失敗。
楊國(guó)偉急出了一嘴火泡。那陣子,他吃飯時(shí)在想、工作時(shí)在想,甚至睡覺做夢(mèng)都在想。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員一點(diǎn)點(diǎn)磨、一遍遍論證、一步步接近答案。最終,通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),一種壓縮空氣間接加速技術(shù)終于成功地讓“迷你”高鐵“飛”起來(lái)了。
加速問(wèn)題迎刃而解,剎車問(wèn)題又隨之而來(lái)?!傲熊嚹P吞炝?,以往的直接接觸剎車技術(shù)并不奏效,想過(guò)很多方案,但最終剎車的結(jié)果幾乎都是列車出軌撞墻,墻上的玻璃都被震碎了,滿地都是玻璃碴子和模型碎片?!睏顕?guó)偉說(shuō)。
一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),楊國(guó)偉路過(guò)石景山游樂(lè)園。高速翻滾的過(guò)山車瞬間剎車的一幕,讓他印象深刻。于是他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)駐足在過(guò)山車下,游客在翻滾的過(guò)山車上尖叫,這群科研人員就在過(guò)山車下“強(qiáng)勢(shì)圍觀”,并且一看就是幾個(gè)小時(shí)。
很快,受過(guò)山車啟發(fā)的瞬間剎車方案誕生了——運(yùn)用磁鐵產(chǎn)生非接觸阻尼力,飛奔的“迷你”高鐵列車終于停下來(lái)了。
隨后,楊國(guó)偉團(tuán)隊(duì)勢(shì)如破竹,相繼解決了高鐵列車動(dòng)模型加減速自動(dòng)控制,模型復(fù)位及測(cè)量技術(shù)等一系列難題。此后,楊國(guó)偉團(tuán)隊(duì)又參加多項(xiàng)有關(guān)高速列車、以及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃先進(jìn)軌道交通重點(diǎn)專項(xiàng)的項(xiàng)目研發(fā),在高鐵自主研發(fā)的路上一直默默耕耘。
多年的努力結(jié)成碩果——楊國(guó)偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、中國(guó)力學(xué)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)以及十幾項(xiàng)發(fā)明專利……日前,時(shí)速600公里的動(dòng)模型改造方案已經(jīng)實(shí)驗(yàn)成功,該平臺(tái)將為時(shí)速600公里高速磁懸浮列車研制提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“我還有很多設(shè)想,想去驗(yàn)證;我還有很多小目標(biāo),想去實(shí)現(xiàn)!”楊國(guó)偉遠(yuǎn)眺窗外,“未來(lái),還會(huì)有更多、更快、更安全的高速列車和飛機(jī)馳騁在這片天地間?!?/p>
?。ㄔd于《科技日?qǐng)?bào)》 2019-09-26 05版)
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