俞鴻儒院士：激波管爆轟驅(qū)動(dòng)新方法開創(chuàng)者

張志會(huì)

“工程科學(xué)與工程創(chuàng)新”?？?/p>

俞鴻儒院士：激波管爆轟驅(qū)動(dòng)新方法開創(chuàng)者

張志會(huì)

（中國科學(xué)院 自然科學(xué)史研究所，北京 100190）

俞鴻儒早年攻讀數(shù)學(xué)和機(jī)械工程學(xué)位，打下了理工結(jié)合的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1956年他考取了中科院力學(xué)所郭永懷先生的研究生，在錢學(xué)森、林同驥等先生的言傳身教和文化熏陶下，加上他本人固有素質(zhì)悟性，走上了開拓“激波現(xiàn)象及其應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)研究之旅。俞鴻儒急國家之所需，不循國外老路，探索出費(fèi)用低廉且高效的高焓試驗(yàn)氣流實(shí)驗(yàn)方法——爆轟驅(qū)動(dòng)，被國際同行廣泛推崇。他還積極推動(dòng)激波管和激波風(fēng)洞技術(shù)在國防、航空航天與民用領(lǐng)域的應(yīng)用。在21世紀(jì)初他又開展了高超沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究，并探索采用催化復(fù)合方法提高沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力的新概念。俞鴻儒還為中國氣動(dòng)中心的發(fā)展傾注心力，獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。他甘當(dāng)鋪路石，為后來者助行。

俞鴻儒；激波風(fēng)洞；爆轟驅(qū)動(dòng)；工程科學(xué)

俞鴻儒作為享譽(yù)世界的氣體動(dòng)力學(xué)家、激波管與激波風(fēng)洞領(lǐng)域?qū)＜遥粌H為我國創(chuàng)造了多種高性能的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，還在高超聲速、高焓流動(dòng)研究方面取得了一些開創(chuàng)性的成果，不遺余力地推動(dòng)高溫氣體動(dòng)力學(xué)在中國的發(fā)展。由俞鴻儒指導(dǎo)，中科院力學(xué)所姜宗林等人建成的長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間激波風(fēng)洞JF-12為我國的航空航天事業(yè)和國防技術(shù)現(xiàn)代化做出了卓越貢獻(xiàn)。他還積極致力于培養(yǎng)和提攜年輕科研人才，傳揚(yáng)工程科學(xué)，贏得了力學(xué)界的贊譽(yù)與尊敬。

作者盡量查閱了中國科學(xué)院檔案館、中國科學(xué)院力學(xué)研究所的檔案，對(duì)中科院力學(xué)所高溫氣動(dòng)團(tuán)隊(duì)的俞鴻儒院士及團(tuán)隊(duì)成員、德國亞琛工業(yè)大學(xué)奧利弗（H.Oliver）教授等開展口述訪談，以圖真實(shí)還原俞鴻儒先生在開創(chuàng)爆轟驅(qū)動(dòng)新方法，推動(dòng)激波管在航空和民用領(lǐng)域的應(yīng)用，以及傳承工程科學(xué)精神的等方面的獨(dú)特貢獻(xiàn)，完整展現(xiàn)俞鴻儒作為一名工程科學(xué)家的學(xué)術(shù)發(fā)展軌跡。

1 理工結(jié)合的教育

1928年6月15日，俞鴻儒在江西上饒專區(qū)廣豐縣的杉溪古鎮(zhèn)呱呱墜地。此地人杰地靈，唐代廣豐籍詩人王貞白的著名詩句“讀書不覺已春深，一寸光陰一寸金”千古傳誦[1]。當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)較為開化，早在清朝末期已經(jīng)有人遠(yuǎn)赴東洋，追隨孫中山進(jìn)行革命。俞氏宗族在當(dāng)?shù)卦鴮ＴO(shè)公有資產(chǎn)，專供賑災(zāi)、開辦學(xué)校與修橋、補(bǔ)路等活動(dòng)。俞父曾販賣煙葉賺取營生，因?yàn)檎\信經(jīng)營，對(duì)鄉(xiāng)鄰們熱情相助。俞父50歲生日時(shí)，將辦生日宴的錢省下，把河邊一條崎嶇不平的羊腸小道改建成好走的石板路，以便行人通行。其在杉江中學(xué)創(chuàng)建時(shí)還慷慨捐資100大洋[1]。俞鴻儒從小喜歡安靜，愛看書，知禮儀。他在1933年秋進(jìn)入杉江中學(xué)附小學(xué)習(xí)，腦瓜聰明的他成績(jī)優(yōu)異，數(shù)學(xué)成績(jī)尤其拔尖。俞父經(jīng)常教導(dǎo)他，凡事要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，做事要做精做深，做一個(gè)對(duì)社會(huì)真正有用的人[1]，這些話在他內(nèi)心留下了深刻的烙印。1939年秋，他小學(xué)畢業(yè)后，因誤了中學(xué)報(bào)到的時(shí)間，只好讀了半年私塾。1946年高中畢業(yè)后，他和同學(xué)們一同去上海參加大學(xué)入學(xué)考試，順利考取了同濟(jì)大學(xué)的數(shù)學(xué)系。在學(xué)校期間，他勤奮讀書，熱切追求進(jìn)步，多次參加過罷課游行，反對(duì)國民黨的腐朽統(tǒng)治。1949年上海解放后，他加入了中國共青團(tuán)。新中國成立后，為了發(fā)展東北老解放區(qū)，將其建設(shè)成為重要的工業(yè)基地，黨中央決定創(chuàng)辦大連大學(xué)，招生前在上?！督夥湃?qǐng)?bào)》上宣傳這所大學(xué)將對(duì)學(xué)生實(shí)行供給制。俞鴻儒認(rèn)為工程學(xué)科對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)可以直接發(fā)揮作用，受這一觀念影響，他以肄業(yè)生的身份再次參加高考，考入了大連大學(xué)的機(jī)械工程系（先后改為大連工學(xué)院和大連理工大學(xué)，圖1）[1]。1953年畢業(yè)時(shí)，他在大連工學(xué)院留校擔(dān)任助教，被分到機(jī)械制造教研室，王大珩教授他們物理實(shí)驗(yàn)，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的一絲不茍給他留下了深刻的印象。因?yàn)椴幌矚g單純的機(jī)械制造，他向時(shí)任機(jī)械工程系黨總支書記的雷天岳申請(qǐng)，希望把他調(diào)到一般人不愛去的基礎(chǔ)課（力學(xué)）教研室。雷立即安排他去擔(dān)任陳鐵云教授的流體力學(xué)助教，后來又在化工系“泵與壓氣機(jī)”課當(dāng)助教并授課，還被借調(diào)到土木系參與水利實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。這些在不同崗位上將基礎(chǔ)理論和工程相融合的“萬金油”式經(jīng)歷，為他后來開展工程科學(xué)研究提供了過硬的根基。

圖1 1956年俞鴻儒在大連工學(xué)院

1956年初，黨中央號(hào)召“向科學(xué)進(jìn)軍”，當(dāng)時(shí)“人心向院”，很多人都希望到科學(xué)院來。俞鴻儒也萌生了到科學(xué)院的愿望，目的是向高水平科學(xué)家學(xué)習(xí)科研。錢學(xué)森1955年回國，因?qū)W術(shù)造詣?lì)H高，又有強(qiáng)烈的愛國心，報(bào)紙上關(guān)于他的宣傳很多，1956年1月16日中國科學(xué)院力學(xué)研究所正式成立。同年，中國科學(xué)院首次招收副博士，俞鴻儒順利考取了中國科學(xué)院力學(xué)研究所的研究生，報(bào)考的導(dǎo)師是錢偉長(zhǎng)，開學(xué)后導(dǎo)師變?yōu)楣缿眩芯可撐牡闹笇?dǎo)老師又變?yōu)榱滞K[2]。這三位都是著名科學(xué)家，其中前兩位都曾在加州理工學(xué)院師從“航空航天界的科學(xué)泰斗”馮?卡門（Theodore von Kármán）攻讀博士學(xué)位。

1957年3月研究生開學(xué)報(bào)到以前，他在清華大學(xué)與力學(xué)所合辦的工程力學(xué)研究班當(dāng)助教。郭永懷擔(dān)任授課教師，給同學(xué)們講授流體力學(xué)。郭老師非常重視實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)流體力學(xué)課程的助教們到北京航空學(xué)院拜訪陸士嘉，并參觀該校的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。1956年，郭永懷受同窗兼好友錢學(xué)森的號(hào)召回國效力?；貒肮A(yù)見到中國發(fā)展航天事業(yè)需要研制地面模擬試驗(yàn)設(shè)備。雖然美國當(dāng)時(shí)已建立了加熱輕氣體驅(qū)動(dòng)的高超聲速風(fēng)洞，但這種裝備耗電量驚人，且總溫有上限，不能很好地研究超高速飛行伴生的高溫效應(yīng)。于是郭永懷在回國前將康奈爾大學(xué)亞伯拉罕·赫茨伯格（Abraham Hertzberg）[3]和坎特羅威茨（A. Kantrowitz）發(fā)展的激波管技術(shù)的相關(guān)材料帶回中國。

1957年春夏之交（至1960年），郭永懷指定俞鴻儒探索激波管加熱方法，用于產(chǎn)生高超聲速風(fēng)洞氣源[4]。1958年初，力學(xué)所成立激波管組，該組由俞鴻儒和陳致英、范良藻三名研究生以及從北大分配來所的張德華、何永年等五人組成。1958年2月，郭永懷欽點(diǎn)俞鴻儒，讓他以研究生的身份擔(dān)任激波管研究組的組長(zhǎng)，有意思的是，研究所內(nèi)幾個(gè)小組的組長(zhǎng)全是知名科學(xué)家。俞鴻儒和同事們經(jīng)過一番奮戰(zhàn)，研制出國內(nèi)第一個(gè)激波管，在當(dāng)年“八一”節(jié)向黨中央獻(xiàn)禮。那時(shí)“兩彈一星”很熱門，激波管研究組沒有直接參與軍工任務(wù)，卻一直得到郭先生的支持，后來在國家急需的時(shí)候果然派上了用場(chǎng)，可見郭先生的深謀遠(yuǎn)慮。

因俞鴻儒是以在職青年教師身份攻讀研究生，學(xué)校一直在催促他早日回大連工學(xué)院。當(dāng)時(shí)他在北京已經(jīng)成家，自然很想留在北京。殊不知，錢學(xué)森已然看重了俞鴻儒的才能，在1962年廣州科學(xué)會(huì)議上和大連工學(xué)院校長(zhǎng)錢令希教授達(dá)成約定，俞鴻儒畢業(yè)后留在力學(xué)所，作為人才交換，錢令希挑中了鐘萬勰。俞鴻儒在1963年畢業(yè)后順利留所工作。不曾想到，若干年后二人先后當(dāng)選中國科學(xué)院學(xué)部委員，這一故事遂成為佳話[5]。

在力學(xué)所，俞鴻儒深切感受到錢學(xué)森和郭永懷等大師崇高的民族氣節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和以身作則、不圖虛名的作風(fēng)。他曾在錢學(xué)森指導(dǎo)下做過一些工作。那時(shí)太原自己研制的火箭發(fā)射失敗，擬請(qǐng)錢學(xué)森去解決問題，錢師打電話叫俞鴻儒幫著干，他從中體會(huì)到處理問題的寶貴思路和方法，偶爾還隨錢師去拜訪前輩[1]。

雖然郭永懷不喜歡當(dāng)面表揚(yáng)人，俞鴻儒卻始終感受到了老師的默默關(guān)懷。1959年群眾掀起技術(shù)革新高潮，黨中央要求中國科學(xué)院對(duì)最重要的十項(xiàng)技術(shù)革新進(jìn)行評(píng)定。錢學(xué)森所長(zhǎng)從院部領(lǐng)回了超聲波和渦旋管兩項(xiàng)任務(wù)，并指定俞鴻儒做他的助手來評(píng)定渦旋管的制冷效果。因任務(wù)緊迫，當(dāng)他深夜從所長(zhǎng)辦公室出來時(shí)，見郭永懷先生已在門外等候，并交給他幾份渦旋管論文抽印本，支持他如期完成了任務(wù)[1]。

2 研制激波風(fēng)洞

在力學(xué)所這片廣闊的天地里，俞鴻儒“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”，在激波管領(lǐng)域潛心研究，做出了成績(jī)。三年困難時(shí)期，力學(xué)所的許多項(xiàng)目都被取消了，激波管組的項(xiàng)目卻被保留下來。1958年12月至1959年底，激波管組的科研人員都被調(diào)到該所承擔(dān)國防尖端任務(wù)的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)部（又稱140部），從事超聲速風(fēng)洞測(cè)量?jī)x器的配置與研制，俞鴻儒被委任為風(fēng)洞部測(cè)量組的組長(zhǎng)。

風(fēng)洞設(shè)備是一國重要的科技基礎(chǔ)設(shè)施，為國家航空、航天事業(yè)提供豐富的知識(shí)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全做出貢獻(xiàn)。二戰(zhàn)以后，伴隨著高超聲速飛行器的崛起，高超聲速風(fēng)洞發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。為了更真實(shí)地模擬高超聲速流動(dòng)及其流動(dòng)過程中的熱化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，又不使高溫對(duì)風(fēng)洞設(shè)備和試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮斐蓳p壞[6]，美國、日本、俄羅斯、德國、澳大利亞和中國等世界航天大國，探索了不同類型的超高速地面試驗(yàn)裝備。其中的關(guān)鍵是盡可能改進(jìn)風(fēng)洞的驅(qū)動(dòng)方式，提高驅(qū)動(dòng)能力。目前世界上高焓激波風(fēng)洞驅(qū)動(dòng)主要包括加熱輕氣體（氫氣、氦氣等）、自由活塞和爆轟驅(qū)動(dòng)方式三種。爆轟驅(qū)動(dòng)未出現(xiàn)前，歐美主要采用前兩種驅(qū)動(dòng)方式。

爆轟現(xiàn)象最早被發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，爆轟驅(qū)動(dòng)卻因一系列技術(shù)瓶頸而停滯。1954年，赫茨伯格和史密斯（W. E. Smith）在燃燒驅(qū)動(dòng)激波管實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，測(cè)得入射激波馬赫數(shù)超過了按等容燃燒假定與激波管流動(dòng)理論計(jì)算求出的數(shù)值[7]，他們提出“等壓燃燒”模型來解釋這一異?，F(xiàn)象[8]。1962年，俞鴻儒率領(lǐng)的激波管組建成直通型風(fēng)洞JF-4。同年，在錢學(xué)森“搞研究不能一味模仿別人，要走出自己的路”的教導(dǎo)下，考慮到赫茨伯格的“等壓燃燒”模型難以理解，他嘗試采用膜片處多火花點(diǎn)火的反向氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，期間發(fā)生了幾次事故，其中有一次因試驗(yàn)壓力過大，試驗(yàn)設(shè)備的螺絲被打松了，實(shí)驗(yàn)室的墻壁也給炸壞了。然而每次事故后他都未遭責(zé)難，反而得到安慰與鼓勵(lì)。原來郭先生已預(yù)先向黨委和錢所長(zhǎng)說清了情況。

在分析某次激波管氫氧燃燒實(shí)驗(yàn)事故時(shí)，俞鴻儒發(fā)現(xiàn)根源是出現(xiàn)了爆轟。爆轟是極其危險(xiǎn)的事，應(yīng)盡力避免，但俞鴻儒很想弄清爆轟驅(qū)動(dòng)的規(guī)律。郭永懷也鼓勵(lì)他把風(fēng)洞試驗(yàn)繼續(xù)做下去。之后試驗(yàn)中又?jǐn)?shù)次偶然起爆。他分析認(rèn)為，反向爆轟驅(qū)動(dòng)的激波衰減率顯著降低，且重復(fù)性較高，其產(chǎn)生的入射激波較氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)形成的入射激波更強(qiáng)[1]。之所以與博爾德分析結(jié)果不同，是因?yàn)椴柕聸]有考慮燃燒或爆轟過程中通過管壁的散熱影響。但因爆轟時(shí)對(duì)激波管的高機(jī)械載荷容易出現(xiàn)危險(xiǎn)，又沒有安保措施，這種方法未能應(yīng)用[9]。此后他做實(shí)驗(yàn)再未發(fā)生嚴(yán)重事故，科研上也不斷出現(xiàn)了自我突破。

1961至1963年經(jīng)過導(dǎo)師林同驥指點(diǎn)，俞鴻儒進(jìn)行“激波管風(fēng)洞及其在傳熱實(shí)驗(yàn)研究方面的應(yīng)用”的研究生畢業(yè)論文研究，探索了激波管風(fēng)洞的氣動(dòng)力原理，設(shè)備設(shè)計(jì)及測(cè)量技術(shù)等，是中科院當(dāng)年為數(shù)不多的取得學(xué)位的研究生。

當(dāng)時(shí)國家經(jīng)濟(jì)條件有限，郭永懷鼓勵(lì)俞鴻儒這些年輕人要學(xué)會(huì)用最省錢的辦法解決困難問題的能力。1964年他建成反射型激波風(fēng)洞JF-4A，開始設(shè)計(jì)大型激波風(fēng)洞JF-8。1967年春俞鴻儒和同事搭建起一座高性能大型激波風(fēng)洞。郭永懷看到安裝起來的風(fēng)洞后，誤以為花費(fèi)了幾百萬元經(jīng)費(fèi)而非常生氣。當(dāng)聽說通過利用廢置設(shè)備，找尋便宜靠譜的工廠，僅花費(fèi)8萬元加工費(fèi)后，郭永懷非常滿意。

受國防科委委托，中科院于1965年10月5日正式向力學(xué)所、物理所、電子所和地球物理所下達(dá)“640-5”任務(wù)，由力學(xué)所抓總，開展導(dǎo)彈再入物理現(xiàn)象研究，俞鴻儒所在的激波管組也參與了這一任務(wù)。1968年11月，俞鴻儒在“文革”清理階級(jí)隊(duì)伍期間，被撤銷組長(zhǎng)職務(wù)面臨審查。這一年，郭永懷將俞鴻儒和崔季平所在的兩個(gè)組從研究室抽調(diào)出來合并，調(diào)到綿陽地區(qū)的中國氣動(dòng)研究與發(fā)展中心（以下簡(jiǎn)稱中國氣動(dòng)中心），俞鴻儒很快恢復(fù)了科研工作。上級(jí)將他所在的研究室編入部隊(duì)系列，但不穿軍裝，辦公地點(diǎn)也仍在力學(xué)所院內(nèi)。1968年12月5日郭永懷因公殉職，他永遠(yuǎn)失去了聆聽恩師教誨的機(jī)會(huì)。1972年初，他參加了為返回式衛(wèi)星提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的工作，并在1975年參與了氣動(dòng)攻關(guān)的協(xié)作研究[1]。由于“文革”十年動(dòng)亂，他的頭腦中不停思考爆轟驅(qū)動(dòng)技術(shù)，卻苦于沒有實(shí)踐機(jī)會(huì)。

3 開創(chuàng)爆轟驅(qū)動(dòng)新方法

從20世紀(jì)60年代中期起，隨著錢學(xué)森逐漸淡出中科院力學(xué)所，郭永懷因公犧牲，國內(nèi)激波風(fēng)洞技術(shù)的發(fā)展處于停滯狀態(tài)，爆轟驅(qū)動(dòng)研究在國內(nèi)外沉寂了二十多年。但俞鴻儒內(nèi)心一直未放棄激波風(fēng)洞技術(shù)研究。

1978年中國實(shí)行了改革開放，隨著科研秩序和國際交流的快速恢復(fù)，俞鴻儒及其團(tuán)隊(duì)的努力為爆轟驅(qū)動(dòng)帶來了新生。1979年，俞鴻儒作為負(fù)責(zé)人的“激波風(fēng)洞及實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究”研究成果獲國防科工委三等獎(jiǎng)[10]，他和同事建成JF-4B激波風(fēng)洞，發(fā)展了瞬態(tài)測(cè)試技術(shù)。同年，他第一次到德國亞琛工業(yè)大學(xué)訪問，在該校圖書館閱讀到大量文獻(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)，1959年Edwards D H[11]關(guān)于爆轟驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)試驗(yàn)事故的解釋，竟與他1962年時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)事故中的爆轟現(xiàn)象的解釋一致[12]。1979年和1987年亞琛工業(yè)大學(xué)兩次召開了國際激波管大會(huì)，俞鴻儒均參會(huì)交流，結(jié)交了不少國際同行。

1979年應(yīng)西德學(xué)術(shù)交流協(xié)會(huì)（DAAD）邀請(qǐng)，俞鴻儒在亞琛工業(yè)大學(xué)激波實(shí)驗(yàn)室工作3個(gè)月。1988年9月~12月，作為西德馬普學(xué)會(huì)向中國科學(xué)院提名邀請(qǐng)的科學(xué)家，他在亞琛激波實(shí)驗(yàn)室參加“高超聲速、高焓流動(dòng)”專題研究，為期4個(gè)月。同期出訪美國、日本和英國等多個(gè)國家，在國際激波管學(xué)術(shù)會(huì)議應(yīng)邀作報(bào)告[1]。20世紀(jì)80年代末在呂尼希教授、張帆等人支持下，俞鴻儒在德國亞琛工業(yè)大學(xué)激波實(shí)驗(yàn)室重新啟動(dòng)了爆轟驅(qū)動(dòng)激波管實(shí)驗(yàn)，回國后在中國科學(xué)院力學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)繼續(xù)潛心鉆研（圖2）。

圖2 1987年俞鴻儒在實(shí)驗(yàn)室（俞鴻儒院士提供）

1988年9月~12月，俞鴻儒在亞琛工業(yè)大學(xué)激波實(shí)驗(yàn)室完成爆轟驅(qū)動(dòng)的原理性實(shí)驗(yàn)，回國后成功發(fā)展成反向爆轟驅(qū)動(dòng)技術(shù)?；趯?duì)激波管理論的充分認(rèn)識(shí)，他在1989年提出了在高起始?jí)毫l件下，在由膜片處直接起爆的氫氧爆轟驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)的驅(qū)動(dòng)段尾部串接一卸爆段，來產(chǎn)生高焓試驗(yàn)氣流的設(shè)想[1]。

由于俞鴻儒在激波管與激波風(fēng)洞研究領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，1991年他順利當(dāng)選中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士），這也是中國科學(xué)院在1981年后評(píng)選出的首屆院士，在一定程度上代表了中國科技界的最高水平。1992年俞鴻儒和呂尼希二人關(guān)于爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞的研究成果聯(lián)合發(fā)表[13]，引起了國際關(guān)注。

但是隨著1991年蘇聯(lián)解體，美國在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域失去了最強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，真實(shí)氣體效應(yīng)研究經(jīng)費(fèi)劇減，盡管德國的宇航研究院實(shí)驗(yàn)流體研究所（HEG）和日本高焓風(fēng)洞都在建設(shè)，但研究高潮已過。當(dāng)時(shí)中國學(xué)術(shù)界以仿真高溫氣動(dòng)為主要研究手段，地面設(shè)備研制失去了政策支持。幸運(yùn)的是，俞鴻儒取得了很多同行專家的支持，1995~1996年還得到中科院計(jì)劃財(cái)務(wù)局以及“863—2”項(xiàng)目的資助。

俞鴻儒還非常注重與歐美學(xué)界保持密切的科技交流，搭建國際學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。1991年俞鴻儒陪同林同驥先生接待西爾斯（Sears）夫婦參觀應(yīng)用流體實(shí)驗(yàn)室，西爾斯也是馮·卡門的弟子、郭永懷在康奈爾大學(xué)的同事（圖3）。

圖3 1991年林同驥先生接待希爾斯夫婦參觀應(yīng)用流體實(shí)驗(yàn)室

1993年2月，中科院力學(xué)所與亞琛工業(yè)大學(xué)激波實(shí)驗(yàn)室簽訂“激波風(fēng)洞與激波管爆轟驅(qū)動(dòng)研究”科學(xué)合作協(xié)議。1993年5月，德國亞琛工業(yè)大學(xué)激波實(shí)驗(yàn)室主任呂尼希（Hans Gr?nig）教授拜訪俞鴻儒，調(diào)研力學(xué)所爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞技術(shù)進(jìn)展（圖4），俞鴻儒還陪同他調(diào)研了南京、綿陽和杭州等地的相關(guān)領(lǐng)域的高校與科研機(jī)構(gòu)。1994年7月，亞琛工業(yè)大學(xué)已完成爆轟驅(qū)動(dòng)段并開始實(shí)驗(yàn)，俞受邀于9月1日~10月1日赴德工作四周，參加高起始?jí)毫χ苯悠鸨椒▽?shí)驗(yàn)工作，與雙方共同培養(yǎng)的博士生王伯良一起參與德方對(duì)爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞的研制[14]。1994年9月1日~10月1日，他因《新穎的低溫風(fēng)洞冷凍方案研究》項(xiàng)目赴德國合作研究。10月27日~11月27日，他因《激波風(fēng)洞與激波管爆轟驅(qū)動(dòng)研究》項(xiàng)目再次出訪德國。亞琛工業(yè)大學(xué)呂尼希教授大力推薦爆轟驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使該項(xiàng)由我國創(chuàng)立的技術(shù)很快獲得了國際同行的認(rèn)可。1996年呂尼西教授再次到訪中科院力學(xué)所，與俞鴻儒開展深度國際學(xué)術(shù)交流。

圖4 1996年陪同呂尼西教授夫婦在國內(nèi)調(diào)研

在經(jīng)費(fèi)缺乏的情況下，俞鴻儒優(yōu)先解決技術(shù)難題，再去改建風(fēng)洞，這一技術(shù)戰(zhàn)略使得他的工作反倒后來居上，1998年率先將JF-4B激波風(fēng)洞/炮風(fēng)洞改造成為JF-10爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞，也是世界上首例此類型的風(fēng)洞。JF-10風(fēng)洞可產(chǎn)生8000K、80兆帕的高焓氣源。1998年，JF-10高焓激波風(fēng)洞通過驗(yàn)收（圖5）。而后，俞鴻儒再次到亞琛工業(yè)大學(xué)訪問，幫助呂尼希將該校原來的激波風(fēng)洞改造成可爆轟的TH2-D風(fēng)洞。

圖5 JF-10爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞驗(yàn)收（來源：俞鴻儒院士提供）

JF-10爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞建成后，吸引了德國、日本等多個(gè)國家前來觀摩學(xué)習(xí)（圖6）。2000年5月4日，國際知名的激波風(fēng)洞專家、日本學(xué)者高山和喜教授也前來參觀JF-10風(fēng)洞，并在國際上積極宣傳這一先進(jìn)成果。

圖6 2000年5月4日日本激波風(fēng)洞專家高山和喜參觀中科院力學(xué)所實(shí)驗(yàn)室（俞鴻儒院士提供）

4 推動(dòng)激波管在航空和民用領(lǐng)域的應(yīng)用

粉碎“四人幫”后，步入“不惑之年”的俞鴻儒，嗅到了“科學(xué)的春天”的氣息。1978年召開的全國科學(xué)大會(huì)上，“激波風(fēng)洞應(yīng)用研究”榮獲全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，并同時(shí)獲得中國科學(xué)院重大成果獎(jiǎng)。他和同事們的科研熱情高漲，通過國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，將視野擴(kuò)展到基礎(chǔ)和工業(yè)應(yīng)用。

20世紀(jì)50年代到80年代之間，俞鴻儒領(lǐng)導(dǎo)開展的激波管與激波風(fēng)洞研究集中于研究導(dǎo)彈再入氣動(dòng)力、氣動(dòng)熱和氣動(dòng)物理現(xiàn)象，從而為“兩彈一星”工程提供了不可替代的技術(shù)支撐。到了20世紀(jì)八九十年代，他則著力推進(jìn)激波管與激波風(fēng)洞在航空和一般民用領(lǐng)域的應(yīng)用。

1988年，他組織課題組成員用激波管研究導(dǎo)彈再入現(xiàn)象，開展“長(zhǎng)征二號(hào)”捆綁式大推力運(yùn)載火箭級(jí)間分離研究，為長(zhǎng)征二號(hào)戊（CZ-2E）的研制成功發(fā)揮了重要作用。在火箭發(fā)射后分析故障原因時(shí)，他憑借廣博的基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，領(lǐng)導(dǎo)課題組應(yīng)用激波管與激波風(fēng)洞，運(yùn)用巧妙的構(gòu)思開展了游機(jī)噴管輻射加熱影響研究，在一個(gè)月內(nèi)分析出澳星事變?cè)?，為澳大利亞通訊衛(wèi)星奧賽特B-1在1992年3月按期發(fā)射消除了障礙，幫助中國長(zhǎng)征火箭在國際衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)贏得了寶貴的機(jī)會(huì)[15]。這些事情使得他在航空航天領(lǐng)域獲得了良好的口碑。

他還積極利用激波管開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究。20世紀(jì)80年代初，他建成國內(nèi)首座豎直含灰氣體激波管，運(yùn)用這一裝置開展了含灰氣體流動(dòng)及激波特性研究，首次觀察到無間斷前沿的含灰氣體激波結(jié)構(gòu)，同時(shí)，開展了氣固二相流與物面?zhèn)鳠崽匦匝芯?，理清粒子運(yùn)行對(duì)飛行器作用的機(jī)理。1985~1988年間，他與第三軍醫(yī)大學(xué)王正國等人合作，研制成可開展生物沖擊傷試驗(yàn)的生物激波管，研究成果獲得中國人民解放軍總后勤部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

他還曾積極推動(dòng)激波管技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代，他首先用激波管理論解釋分析熱分離器內(nèi)流動(dòng)特性，指明其中關(guān)鍵機(jī)制和問題。1998年他完成了“籍熱分離器降低總溫的低溫風(fēng)洞”，獲中國科學(xué)院發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。1999年他作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，與中國氣體動(dòng)力研究與發(fā)展中心設(shè)計(jì)所合作建成國內(nèi)首座原理型新穎低溫風(fēng)洞“空氣低溫原理性風(fēng)洞”（圖7）。這一發(fā)明克服了國外用液氮制冷的低溫風(fēng)洞費(fèi)用昂貴和污染環(huán)境的難題，開拓了建造高雷諾數(shù)低溫風(fēng)洞的新途徑。他作為第一完成人的“GXJ-100S高壓校準(zhǔn)激波管系統(tǒng)研制”項(xiàng)目在1996年獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

乙烯是評(píng)價(jià)國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。早在20世紀(jì)50年代初，錢學(xué)森就提出了將氣體動(dòng)力學(xué)作為反應(yīng)氣體，創(chuàng)造急速升至高溫和高壓的反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，將生成的化合物通過迅速膨脹冷卻進(jìn)行“凍結(jié)”的思路[1]。俞鴻儒從1980年代就開始探索工業(yè)化裂解乙烯研究，提出反向射流混合加熱法[1]。到了1990年代，他積極推動(dòng)“用于裂解制造乙烯的氣動(dòng)加熱方法研究”。后來，他又嘗試用新型方法進(jìn)行推進(jìn)，2001年73歲的他作為第一完成人的“反向射流混合加熱裂解裝置及生產(chǎn)乙稀的方法”獲得發(fā)明專利。這一氣動(dòng)領(lǐng)域的新思想如能在化工中實(shí)用，將會(huì)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

圖7 1999年俞鴻儒參加中國氣動(dòng)中心合作研制的新型空氣低溫風(fēng)洞（俞鴻儒院士學(xué)術(shù)成長(zhǎng)資料采集小組拍攝于中國氣動(dòng)中心）

5 培養(yǎng)年輕人

古稀之年隨著體力下降，俞鴻儒逐年縮小了自己的工作量。20世紀(jì)九十年代，國家還鼓勵(lì)老年院士繼續(xù)工作。那么，老年科研人員適合做什么樣的工作呢？他對(duì)自己提出兩條約束：不要和年富力強(qiáng)者爭(zhēng)做適合他們干以及他們特別愿意干的項(xiàng)目；盡量少占資源并選擇風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目。這并不是說他對(duì)自己放松了要求，相反，他雖年事已高，卻依然耕耘在科研第一線，孜孜不倦地探索，學(xué)術(shù)思想活躍，善于從戰(zhàn)略角度理性地看問題，如前輩錢學(xué)森和郭永懷一樣，不斷開辟新的方向。在瞄準(zhǔn)某個(gè)方向后，他往往先刻苦鉆研摸清思路，遇到技術(shù)難題時(shí)，再帶著一個(gè)團(tuán)隊(duì)去攻克。等把主要的問題解決得差不多了，自己就去另找一個(gè)難題去攻克，給年輕人發(fā)揮的空間。

2001年，俞鴻儒和陳宏二人首創(chuàng)雙爆轟驅(qū)動(dòng)方法。他提出在正向爆轟驅(qū)動(dòng)段上游增設(shè)輔驅(qū)動(dòng)段，在輔驅(qū)動(dòng)段起始反向爆轟波，將正向爆轟驅(qū)動(dòng)段中的泰勒波完全消除，從而克服了正向爆轟驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)激波衰減嚴(yán)重的難題。同年，爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞方法研究被評(píng)為863計(jì)劃15周年成果展覽新概念新技術(shù)探索項(xiàng)目之一。

高超聲速①高超聲速飛行器的預(yù)期飛行高度為30 km~100 km，飛行馬赫數(shù)5~30，高超聲速流動(dòng)的總溫和總壓分別高達(dá)10 000K和100 MPa。這樣的飛行速度會(huì)在飛行器頭部形成激波，這道激波將飛行器周圍的空氣加熱至幾千度，空氣分子由此不斷進(jìn)行振動(dòng)激發(fā)、解離、化合乃至電離等熱化學(xué)反應(yīng)。科技關(guān)系到國家安全和國際戰(zhàn)略格局[16]，給航空航天技術(shù)帶來巨大挑戰(zhàn)，而這種影響正是經(jīng)典氣體動(dòng)力學(xué)理論所不能預(yù)測(cè)的[17]。21世紀(jì)初，全世界都對(duì)研制高超聲速超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱情極高。2003，美國的國防部（DoD）和航空航天局（NASA）聯(lián)合提出了國家空天發(fā)展的啟動(dòng)規(guī)劃（National Aerospace Initiative，簡(jiǎn)稱NAI）。高超聲速技術(shù)（包含超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)）被列入《國家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中“國家重大科技重大專項(xiàng)”的三個(gè)保密項(xiàng)目之一?；趪抑卮罂萍佳邪l(fā)的需求，時(shí)任中科院院長(zhǎng)的路甬祥在2005年提醒和督促78歲高齡的俞鴻儒積極關(guān)注“高超”問題研究（圖8）。俞鴻儒由此選定了創(chuàng)建可靠的地面試驗(yàn)裝置與增大沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的推力這兩項(xiàng)關(guān)鍵性工作。他在2006年向中國科學(xué)院正式提出了建造復(fù)現(xiàn)高超飛行條件的脈沖風(fēng)洞的建議。

當(dāng)時(shí)國際上高溫氣動(dòng)研究都在采用污染氣體（試驗(yàn)氣體中包含大量水和二氧化碳等非空氣組份）作為試驗(yàn)介質(zhì)的試驗(yàn)裝置，難以提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。自由活塞驅(qū)動(dòng)與加熱輕氣體驅(qū)動(dòng)均不能提供足夠長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間。面對(duì)延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間的難題，不同于和國內(nèi)一般做法，俞鴻儒反其道而行之，從開展超燃相關(guān)地面實(shí)驗(yàn)的大型科研裝備入手，探究美國超燃發(fā)動(dòng)機(jī)研究為何未見起色。他的目標(biāo)是在地面復(fù)現(xiàn)三四十公里的天空，并大幅度延長(zhǎng)爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)時(shí)間。在反復(fù)思考后，他發(fā)現(xiàn)采用小直徑驅(qū)動(dòng)段，再將被驅(qū)動(dòng)段長(zhǎng)度增長(zhǎng)并增大直徑，用“以小驅(qū)大”的方式，并充入適量惰性氣體，既可達(dá)到縫合界面運(yùn)行條件，但又不部分降低激波馬赫數(shù)，就可以將試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)到100毫秒。在明確了概念設(shè)計(jì)后，他在2006年向中國科學(xué)院提出建造復(fù)現(xiàn)高超飛行條件的脈沖風(fēng)洞的建議[1]。

圖8 2006年中科院院士大會(huì)上路甬祥和俞鴻儒親切交談

2006年，為了突破高超聲速推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)，他又提出沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用催化復(fù)合的方法提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力這一頗具創(chuàng)新性的方法。后來還深入探索高鐵氣動(dòng)力學(xué)等關(guān)系國計(jì)民生的力學(xué)關(guān)鍵問題。

在中科院路甬祥院長(zhǎng)、張杰副院長(zhǎng)、及時(shí)任中科院力學(xué)所所長(zhǎng)的支持下，2008年1月長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞項(xiàng)目正式啟動(dòng)，并被列入財(cái)政部和中科院共同支持的8個(gè)國家自主創(chuàng)新的重大科研裝備研制項(xiàng)目之一。他一再強(qiáng)調(diào)，研究工作的價(jià)值在于“花比較少的錢、小的代價(jià)去解決大的、重要的問題”，不能落入“花錢越多、成果越大”的誤區(qū)。這套世界水平的重大科研裝備的研制經(jīng)費(fèi)，如若在其他部門，可能申請(qǐng)幾億經(jīng)費(fèi)，而在俞鴻儒省錢辦大事的方針下，他們用4000多萬元就建成了。

2008年起在財(cái)政部的國家重大科研裝備專項(xiàng)的支持下，運(yùn)用俞鴻儒獨(dú)創(chuàng)的爆轟驅(qū)動(dòng)理論及技術(shù)，姜宗林研究員率領(lǐng)中科院力學(xué)所高溫氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室用4年時(shí)間進(jìn)行風(fēng)洞建設(shè)，2012年這一風(fēng)洞順利建成（圖9），可復(fù)現(xiàn)25～40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件，試驗(yàn)時(shí)間大于100毫秒，對(duì)高超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)將發(fā)揮重要作用。美國國防部2013年至2015年連續(xù)三年向國會(huì)提交的報(bào)告中提及了JF-12激波風(fēng)洞，認(rèn)為“中國科學(xué)院在推進(jìn)軍事現(xiàn)代化的基礎(chǔ)研究中起到了關(guān)鍵作用”。日本東北大學(xué)教授高山和喜（Takayma）教授2012年評(píng)價(jià)說，“在俞鴻儒的指導(dǎo)下，你們研究所開發(fā)的爆轟驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是獨(dú)有的。它的工作模式完全沒有移動(dòng)的活塞，后者顯然是現(xiàn)有自由活塞激波風(fēng)洞的缺陷?！盵18]

圖9 復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件激波風(fēng)洞JF-12（來源：中科院力學(xué)所高溫氣動(dòng)團(tuán)隊(duì)提供）

6 為中國氣動(dòng)中心傾注精力

大型科研裝置是我國航空航天科學(xué)研究的一個(gè)重要支撐。中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心（以下簡(jiǎn)稱氣動(dòng)中心）是為適應(yīng)我國航空航天事業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，由錢學(xué)森、郭永懷規(guī)劃，經(jīng)毛主席批準(zhǔn)，于1968年2月組建的，后來發(fā)展成為國家級(jí)空氣動(dòng)力試驗(yàn)研究中心。氣動(dòng)中心主要通過基礎(chǔ)性的大科學(xué)裝置為航空航天飛行器的研制服務(wù)，每年國家投入數(shù)以億計(jì)的科研經(jīng)費(fèi)，現(xiàn)在已經(jīng)建成了亞洲最大的風(fēng)洞群。

俞鴻儒和中國氣動(dòng)研究與發(fā)展中心有很深的淵源。1968至1976年，他曾經(jīng)在氣動(dòng)中心工作過六年。氣動(dòng)中心空氣動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2011年11月通過科技部組織的建設(shè)期驗(yàn)收，俞鴻儒擔(dān)任了該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。他建議重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室要凝聚方向，不能太散，選題要準(zhǔn)確，選取一些基礎(chǔ)性的、共性的，而且是國內(nèi)還沒人做、國外還沒有解決的問題去開展研究。1999年12月，他在四川安縣參加中國氣動(dòng)中心“2.4米跨聲速風(fēng)洞性能評(píng)審會(huì)”。2000年開始，他受邀擔(dān)任軍隊(duì)“學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)對(duì)象”廖達(dá)雄的指導(dǎo)老師。從2007年開始，氣動(dòng)中心重新成立專家顧問組，莊逢甘先生任組長(zhǎng)，俞鴻儒不僅是該專家顧問組的專家，還是顧問組的核心成員。專家顧問組每年開一次會(huì)，每年一次，連續(xù)五屆，俞鴻儒均到會(huì)參加。氣動(dòng)中心幾個(gè)很重要的規(guī)劃綱要都是俞鴻儒主持審議的。他從滿足國家重大戰(zhàn)略需求的角度，對(duì)氣動(dòng)中心科研工作的建設(shè)發(fā)展提出了很多有前瞻性、針對(duì)性的建議。

在2007年3月份召開的氣動(dòng)中心專家顧問委員會(huì)第一次會(huì)議上，俞鴻儒曾說，從事基礎(chǔ)研究、創(chuàng)新研究，不可能全面創(chuàng)新；全面創(chuàng)新是空談，做不到的，這對(duì)于中國氣動(dòng)中心的工作很有啟發(fā)。2008年，“5·12”特大地震對(duì)氣動(dòng)中心的影響很大。由于空氣動(dòng)力學(xué)研究是國家的重大戰(zhàn)略資源，為了使其免遭地質(zhì)災(zāi)害的影響，氣動(dòng)中心在綿陽建了一個(gè)占地4000畝的科研實(shí)驗(yàn)新區(qū)。俞鴻儒對(duì)氣動(dòng)中心的災(zāi)后恢復(fù)非常關(guān)心，新區(qū)建設(shè)自始至終也都貫徹著他這位老人家的心血。從震后恢復(fù)和各種科研專項(xiàng)的配套，到整個(gè)新區(qū)的建設(shè)，從一開始立項(xiàng)論證、頂層設(shè)計(jì)、可研研究、到反反復(fù)復(fù)幾次具體的規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施方案評(píng)審，共四十余次會(huì)議，他悉數(shù)參加，提出了很多具有前瞻性和戰(zhàn)略性的意見和建議。一些科技干部還去他家里請(qǐng)教，他都非常細(xì)致地分析，提出自己的想法。

在氣動(dòng)中心設(shè)備能力不斷提升、任務(wù)量成倍增長(zhǎng)、發(fā)展形勢(shì)一片大好的情況下，俞鴻儒深刻地指出氣動(dòng)中心創(chuàng)新研究不足的問題。這也就是氣動(dòng)中心一直在討論的“俞院士之問”。氣動(dòng)中心原主任阮祥新曾經(jīng)常和俞鴻儒討論，氣動(dòng)中心究竟應(yīng)如何發(fā)展？俞鴻儒認(rèn)為應(yīng)做好兩方面的工作：一是要重視基礎(chǔ)研究，二是要培養(yǎng)拔尖性人才。

7 理解創(chuàng)新

工程科學(xué)的一大特點(diǎn)是介于基礎(chǔ)研究與工程技術(shù)之間，充當(dāng)著橋梁和紐帶的作用。1947年錢學(xué)森回國時(shí)曾在國內(nèi)浙江大學(xué)、交通大學(xué)和清華大學(xué)三所學(xué)校進(jìn)行了“工程和工程科學(xué)”為主題的學(xué)術(shù)講演[19]。1957年，錢學(xué)森在《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表了題為《論技術(shù)科學(xué)》的論文。后來國內(nèi)為了與西方對(duì)接，又把錢老的思想稱之為工程科學(xué)思想。這些思想對(duì)我國科技事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。俞鴻儒衷心希望能把錢學(xué)森、郭永懷兩位先生奠定的“工程科學(xué)”思想能夠薪火相傳，他多次參加關(guān)于錢學(xué)森、郭永懷兩位老師的紀(jì)念活動(dòng)（圖10），向廣大科研人員和社會(huì)公眾分享他在科研實(shí)踐中關(guān)于“工程科學(xué)”思想的體會(huì)（圖11）。

圖10 1999年俞鴻儒參加郭永懷先生誕辰90周年留影

圖11 俞鴻儒給中國科學(xué)院大學(xué)工學(xué)院研究生（2016年12月20日，張志會(huì)拍攝）

（1）以創(chuàng)新為己任

“錢學(xué)森之問”是錢老晚年的一大憂慮。他注意到，人們通常認(rèn)為，錢老說的是杰出人才的培養(yǎng)。但在俞鴻儒看來，錢老說的是科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)問題。他認(rèn)為，錢所長(zhǎng)的另一個(gè)憂慮是“我國科學(xué)技術(shù)人員有重要?jiǎng)?chuàng)新嗎？”錢學(xué)森在1995年給王壽云等六同志的信中曾提到，1960年代，我國科技人員先于“夸克”理論提出了“層子”理論、率先合成了人工胰島素、成功實(shí)現(xiàn)了氫彈引爆獨(dú)特技術(shù)。但是今天呢？他強(qiáng)調(diào)錢老的兩個(gè)憂慮的核心都是關(guān)于創(chuàng)新的。

那么，究竟什么是創(chuàng)新? 他認(rèn)為，“創(chuàng)新”包括革新（innovation）和創(chuàng)造（Creation）兩方面內(nèi)容。錢學(xué)森所指的“創(chuàng)新”，是創(chuàng)造而不是革新。是不是真正的創(chuàng)新，就看是不是敢于研究別人沒有研究過的科學(xué)前沿問題。革新很重要，大多數(shù)人要做革新，但是，不能讓革新代替或消滅了創(chuàng)造。而如果對(duì)“創(chuàng)造”活動(dòng)采用同樣的方法管理，將使其處境艱難。

作為一個(gè)視創(chuàng)新為科研之生命的科學(xué)家，俞鴻儒深知選題的重要性。他常引用愛因斯坦的一句話：“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要”；也非常贊同錢學(xué)森的一句話：做科研就是要做國外沒有解決的事情，或者國內(nèi)還沒有做過的事情。他常常跟實(shí)驗(yàn)室的同事和學(xué)生說，做科研就是要有這樣的抱負(fù)，否則說明我們的民族信心是有問題的。

他還特別愿意對(duì)年輕人傳授選題的方法：首先，選題要面向國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求，否則就是空中樓閣；第二，理論上要正確；第三，要有可行的方法；最后，要值得長(zhǎng)期去奮斗。他自己做爆轟驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)很典型的例子。

我國的科研大環(huán)境一度重論文發(fā)表、重引用率和影響因子，在這種科研導(dǎo)向下，很多人不得不在科研時(shí)以論文馬首是瞻。俞鴻儒卻不為所動(dòng)，以解決科學(xué)問題為目的，還專門挑選那些難題去攻克。很多跟隨俞鴻儒多年的學(xué)生和團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)，在俞老的影響下，自己的科研觀悄然發(fā)生了深刻的變化。

（2）篤定方向做深做透

同輩人里多少人因各種原因經(jīng)歷過科研方向的轉(zhuǎn)變，科研上也有不同程度的成就。俞鴻儒則是一個(gè)例外。鄭哲敏院士曾這樣評(píng)價(jià)俞鴻儒：“毫無疑問，他是激波管和激波風(fēng)洞技術(shù)領(lǐng)域的權(quán)威專家。俞先生做事情、搞科研很實(shí)在，在業(yè)務(wù)上也比較專一，一直做激波管，并在一定程度上推動(dòng)了激波管技術(shù)的發(fā)展，是位真正的專家。不像我，我還換過幾次研究方向（笑）?！盵20]

他深知科研是要不斷聚焦，才能更加精深。如他自己所言：科學(xué)研究工作的目標(biāo)是認(rèn)識(shí)未知世界的規(guī)律，解決前人未曾解決的難題。其實(shí)在參加科研工作之初，他曾深感極其困難。當(dāng)在物質(zhì)條件、學(xué)術(shù)交流、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等處于不利環(huán)境，特別是個(gè)人條件并不優(yōu)越時(shí)，難以獲取重大成就。但必須抵御住追隨、臨摹他人的誘惑，盡全力做出有特色的工作。他也確實(shí)做到了，幾十年如一日，專一于激波管與激波風(fēng)洞研究，攻堅(jiān)克難，終于突破了爆轟驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間短、實(shí)驗(yàn)氣流不穩(wěn)定的世界級(jí)難題。

俞鴻儒本人身兼工程師和科學(xué)家于一身，卻也始終面臨著一些質(zhì)疑。有人說，這種大型裝置雖然可以做很多實(shí)驗(yàn)，但對(duì)基礎(chǔ)研究的推動(dòng)比較弱。對(duì)他而言，這種說法顯然是不成立的。在個(gè)人研究上，他更傾向于在遇到問題時(shí)從理論上透徹地分析問題，再以公式或其他方式來解決普遍性的問題，而不是簡(jiǎn)單地靠模擬去枚舉。以風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)推動(dòng)基礎(chǔ)研究，他能信手拈來國外不少實(shí)例。

（3）獨(dú)特的辯證思維

受到父親的影響，俞鴻儒很小就形成了辯證思維，這一點(diǎn)在他日常的科研工作中得到了深刻的體現(xiàn)。

一是以平常心看待反對(duì)意見。一般人聽到批評(píng)的話和反對(duì)意見心里就不舒服。他卻從內(nèi)心真心歡迎反對(duì)意見，因?yàn)榉磳?duì)意見可以提醒自己未注意到的問題，指出錯(cuò)誤。這些指責(zé)也可以促使人深入思考。他還認(rèn)為，反對(duì)者的多寡反映了一個(gè)人工作的新穎度。反對(duì)者愈多，說明新穎度愈強(qiáng)。而那些獲得普遍贊成的項(xiàng)目難有重大創(chuàng)新。當(dāng)然也有可能是反對(duì)者的意見提錯(cuò)了，你最好能回答出來他的錯(cuò)誤，想問題也會(huì)更加深入。他經(jīng)常回憶起自己當(dāng)初做爆轟時(shí)幾乎沒有一個(gè)人支持，因?yàn)楫?dāng)時(shí)做爆轟實(shí)驗(yàn)太危險(xiǎn)了，且爆轟機(jī)理很難理解。

二是看事情要看兩面。2003年，他書寫治學(xué)格言：“讀書要用兩只眼睛，一只看紙面上的，另一只看紙的背面?！盵21]他認(rèn)為，讀書和做學(xué)問就是要認(rèn)真思考事物背后的本質(zhì)。其次，高投入未必帶來高產(chǎn)出，科研工作者不應(yīng)該把精力耗費(fèi)在“找錢”上。盡可能采用簡(jiǎn)單巧妙的方法解決問題才是做好研究工作的有效途徑。對(duì)于探索性項(xiàng)目的遴選，應(yīng)在執(zhí)行中挑選優(yōu)秀項(xiàng)目并在實(shí)踐中逐漸強(qiáng)化支持力度，摒棄“經(jīng)費(fèi)萬能論”。

三是不迷信權(quán)威，樹立科研信心。創(chuàng)造性創(chuàng)新研究的基石就在于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和異常。發(fā)達(dá)國家的科學(xué)水平確實(shí)比我們高出一大截，抱著虛心的態(tài)度向他們學(xué)習(xí)是應(yīng)該與有益的，但千萬不能陷入到迷信盲從的地步。

對(duì)于現(xiàn)有的科技領(lǐng)域評(píng)獎(jiǎng)機(jī)制，俞鴻儒也有不同的看法。周恒、張涵信、俞鴻儒、崔爾杰早在2007年就曾指出：我國的各種科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)太多，已經(jīng)產(chǎn)生了若干負(fù)面影響，有必要考慮改進(jìn)的辦法。事實(shí)上，許多在科學(xué)和技術(shù)上比我們先進(jìn)的國家并沒有國家級(jí)的獎(jiǎng)。因此，建議有關(guān)部門認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查研究，探討取消所有的國家級(jí)獎(jiǎng)是否可行[22]。

8 甘當(dāng)鋪路石

他對(duì)科學(xué)事業(yè)有著執(zhí)著追求與創(chuàng)新奉獻(xiàn)精神。自從1958年以來，他在激波管與激波風(fēng)洞研制，以及氣動(dòng)力與氣動(dòng)熱基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域都取得了豐碩的成果。截至2017年底，他先后榮獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、中國科學(xué)院杰出成就獎(jiǎng)、首屆“錢學(xué)森力學(xué)獎(jiǎng)”何梁何利獎(jiǎng)、光華科技基金一等獎(jiǎng)、中國科學(xué)院發(fā)明一等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2015年中國力學(xué)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)證書等各種科技成果獎(jiǎng)共17項(xiàng)。2002年10月，美國航空航天協(xié)會(huì)出版的《Advanced Hypersonic Test Facility》全面介紹了力學(xué)所爆轟波驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞的研究進(jìn)展。2000年，他還被評(píng)為中國科學(xué)院優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。

幾十年來，他心里一直牢記郭先生的話，要甘做鋪路石。他深深懂得，中國高溫氣體動(dòng)力學(xué)事業(yè)要不斷發(fā)展，需要一代又一代的人，青年人才是國家科學(xué)事業(yè)發(fā)展的希望。因此，他積極推動(dòng)高溫氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展。自1958年擔(dān)任力學(xué)所激波管組組長(zhǎng)以來，俞鴻儒一直是力學(xué)所激波管方面的學(xué)術(shù)帶頭人。在原氣動(dòng)力學(xué)和氣動(dòng)物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，在他和竺乃宜等人的努力下，1994年中科院批準(zhǔn)力學(xué)所成立高溫氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室并擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，第二年主持中科院氣體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，第三年該機(jī)構(gòu)又升級(jí)為中科院開放實(shí)驗(yàn)室。1999年，71歲的他作為高溫氣體動(dòng)力學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室主任，通過中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”引進(jìn)姜宗林，這一實(shí)驗(yàn)室晉升為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，他曾擔(dān)任過該實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、榮譽(yù)主任。80歲后他還依然審慎思考實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，提出各種有益的建議。

俞鴻儒對(duì)名利看得很淡，科研工作中總是選擇“及時(shí)退出”，主動(dòng)把榮譽(yù)讓給年輕人。長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間激波風(fēng)洞JF-12建成后在國際上引起了轟動(dòng)，他自己則退居二線。雖然這一耀眼的成果是在他的技術(shù)思想指導(dǎo)下完成的，但是他卻總是把自己列在功勞簿的后面位置。他經(jīng)常說，排名對(duì)我們這些老人已經(jīng)不重要了。爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞的臺(tái)子搭好了，戲唱得好不好就看年輕人了，應(yīng)該多讓年輕人走向臺(tái)前。也正是因?yàn)橛狲櫲迳朴诮o“后浪”充足的發(fā)展空間，高溫氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的薪火傳承愈加旺盛。

2016年3月27日,美國航空航天學(xué)會(huì)（AIAA）將地面試驗(yàn)大獎(jiǎng)授予俞鴻儒選定的接班人姜宗林，這一地面試驗(yàn)獎(jiǎng)自1975年設(shè)立以來，一直無亞洲人獲獎(jiǎng)[23]。2015年8月16日中國力學(xué)大會(huì)授予力學(xué)所“復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件激波風(fēng)洞”（JF-12）首屆中國力學(xué)科學(xué)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2017年JF-12又獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和中科院杰出科技獎(jiǎng)第一名。在他看來，所有這些成績(jī)的取得都是研究團(tuán)隊(duì)幾十年專心科研的結(jié)果。

張涵信院士曾這樣概括迄今為止俞鴻儒的學(xué)術(shù)成就，認(rèn)為他是“我國激波管和激波風(fēng)洞研究及應(yīng)用的開拓者”，是“我國爆轟驅(qū)動(dòng)方法和原理以及低溫新風(fēng)洞的發(fā)明者”，“他為我國航天事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)”[24]。如今，俞鴻儒院士已經(jīng)92歲高齡，他依然在關(guān)心著我國高溫氣動(dòng)與航天事業(yè)的發(fā)展。

[1] 張志會(huì). 俞鴻儒：大音希聲[N].中國科學(xué)報(bào), 2017-07-31, 第8版.

[2] 童秉綱. 俞鴻儒論文選集·序[M]. 內(nèi)部出版, 2013.

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[5] 張志會(huì). 一場(chǎng)被動(dòng)的人才交換促成一雙中科院院士[N]. 中國科學(xué)報(bào), 2016-2-19, 第7版.

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[8] Warren W R, Harris C J. A critique of high performance shock tube driving techniques[R].Aerospace Corp El Segundo Calf Lab Operation, 1969.

[9] 俞鴻儒, 趙偉, 袁生學(xué). 氫氧爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞的性能[J]. 氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量裝置, 1993, 7(3): 39.

[10] 中國科學(xué)院檔案館. 激波風(fēng)洞及實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[G]. A011-208號(hào).

[11] Edwards D H, Williams G T, Breeze J C. Pressure and Velocity Measurements on Detonation Waves in Hydrogen-oxygen Mixture[J]. Journal of Fluid Mechanics, 1959, 4: 497-517.

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[13] Yu H R, Esser B, Lenartz M, Gr?nig H. Gaseous detona tion driver for a shock tunnel[J]. Shock Waves, 1992(2): 245-254.

[14] 中科院力學(xué)所檔案. 關(guān)于俞鴻儒同志赴德國合作研究一個(gè)月的請(qǐng)示[G]. 中科院力學(xué)所[(94)力發(fā)外字第097號(hào)], 1994年7月27日[A].關(guān)于出訪歐洲人員請(qǐng)示批復(fù). 1994-03-008: 80-92.

[15] 張志會(huì), 馬連軼. 20世紀(jì)末中美航天商業(yè)發(fā)射的合作與沖突[J]. 當(dāng)代中國史研究, 2018, 25(3): 76-85, 127.

[16] Anderson J D. Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics, American Institute of Aeronautics and Astronautics[J]. Inc.: Reston, VA, USA, 2006: 395-406.

[17] 姜宗林, 俞鴻儒. 高超聲速激波風(fēng)洞研究進(jìn)展[J]. 力學(xué)進(jìn)展, 2009, 39(6): 766.

[18] 中科院力學(xué)所高溫氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)室提供. 日本東北大學(xué)流體科學(xué)研究所高山和喜教授給姜宗林的來信[G]. 2012-2-15.

[19] 竺可楨. 竺可楨全集：第10卷——竺可楨日記五集（1946-1947）[M]. 上海: 上海科技教育出版社, 2006: 495.

[20] 張志會(huì). 鄭哲敏口述訪談?wù)韀G]. 2016-1-18.

[21] 科學(xué)時(shí)報(bào)社編. 中國院士治學(xué)格言手跡[M]. 北京: 世界知識(shí)出版社, 2004: 291. (又見:李浩鳴, 蔣晶麗主編. 院士心語[M]. 長(zhǎng)沙: 湖南大學(xué)出版社, 2012: 144)

[22] 周恒, 張涵信, 俞鴻儒, 等. 應(yīng)改進(jìn)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立及評(píng)審[J]. 氣象軟科學(xué), 2007(4): 157-157.

[23] 中國空氣動(dòng)力學(xué)會(huì). 姜宗林研究員贏得國際航空航天地面試驗(yàn)大獎(jiǎng)[J]. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 34(2).

[24] 中國空氣動(dòng)力學(xué)會(huì). 序?祝賀俞鴻儒院士八十華誕[G]. 近代高溫氣體動(dòng)力學(xué)研討會(huì)論文集, 2008 (內(nèi)部資料).

Academician Yu Hongru: Pioneer of New Detonation Driving Method for Shock Tubes

Zhang Zhihui

(Institute for the History of Science,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190,China)

Yu Hongru studied mathematics and mechanical engineering in his early years, laying a solid foundation for the combination of science and engineering. In 1956, he was admitted to the Graduate School of Mechanics, Chinese Academy of Sciences. Under the guidance of Qian Xuesen, Lin Tongji, and other masters, as well as his inherent quality and understanding, he embarked on an experimental research journey of “shock wave phenomenon and its application” . Yu Hongru abandoned the techniques used in other countries to meet the needs of our country and explored a low-cost and efficient high-enthalpy experimental method detonation drive, which was widely praised by his international peers. He also actively promoted the application of shock tube and shock tunnel technology in national defense, aerospace engineering, and civil engineering. At the beginning of the 21st century, he researched the performance of a hypersonic ramjet and explored a new concept of using a catalytic composite method to improve the thrust of ramjets. Yu is also actively concerned about the development of China’s Pneumatic Center. He paved the way for the later reseachers.

Yu Hongru; shock tunnel; detonation drive; engineering science

2020–09–11;

2020–09–18

中國科協(xié)俞鴻儒學(xué)術(shù)成長(zhǎng)資料采集工程（Y540011）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目（E0290132，Y921051）、國家自然科學(xué)基金“重大工程推動(dòng)基礎(chǔ)研究”（71603254，Y611113）

張志會(huì)（1982–），女，博士，副研究員，主要研究方向?yàn)橹袊F(xiàn)代科技史。E-mail：zhangzhh@ihns.ac.cn

O4-33

A

1674-4969(2020)05-0509-14

10.3724/SP.J.1224.2020.00509