風洞是一種管道實驗裝置，用於人工產生和控制氣流，用於模擬飛機或實體周圍的氣流，測量氣流對實體的影響，觀察物理現象。它是用於空氣動力學實驗的最常用和有效的工具之一。

風洞是製造航空、航天、航海、地面運輸等各種裝置的重要裝置之一。例如，各種戰鬥機和導彈的氣動佈局不言而喻，地面上的橋樑或汽車都需要在設計之初進行風洞試驗，以達到最好的形狀佈局，保證安全。

例如，如果一架飛機需要能夠達到多公里的高速，並適應多公里的氣流，那麼只能通過風洞再現氣流來進行測試。

可以說，先進的風洞是飛機發展的主要手段，地面風洞實驗技術代表了航空航天領域的戰略發展強度，風力隧道技術的產生決定了飛機的研發水平。

1869～1871年F.H.韋納姆建造了世界上第一個風洞。兩端開口木箱，截面45.7cm×45.7cm，長3.05M。

1900年，萊特兄弟建造了一個風洞，截面為406平方米，長度為406平方毫米，長度為1.8米。通過天平測量機翼升力、阻力和壓力中心資料。在此基礎上，1903年，萊特兄弟製造了第一架動力飛機併成功飛行。

萊特兄弟建造的風洞

1906年，近代力學奠基人——普朗特教授，在德國哥廷根空氣動力學研究所，建成世界第一座超音速風洞，試驗速度可達到1.5馬赫。此後，德國先後建立了一批低速、高速、超高速和特殊的風洞，引領著世界噴氣式飛機、巡航導彈、彈道導彈等尖端武器的發展。

普朗特在二戰贊助了德國，成為了其一生的汙點，然而陸士嘉、郭永懷、錢學森都出自於他下，可以說這群人推動了中國空氣動力學的進展，為中國在國防科技領域做出了卓越的貢獻。

在錢學森和郭永懷接踵返國以後，依據著名科學家錢學森、郭永懷的構思，中國於1965年在四川組建了高速空氣能源研討機構，1968年，郭永懷在此基礎上又領導組建了中國空氣動力研究與發展中心，下設計算空氣動力學研究所、低速空氣動力學研究所、高速空氣動力學研究所、超高速空氣動力學研究所、裝置設計與測試技術研究所五大中心研究所以及吸氣式高超聲速技術研究中心。40年來，中國空氣動力學研究開發中心建成了數十座亞洲規模最大的優質風洞。

"郭永懷"修建風洞的原因是發展高超音速武器，這是每個國家都想在近幾十年中掌握的戰略立場的超級武器。美國認為，高超音速武器將是一個能夠輕易改變戰爭遊戲規則的殺手。在高超音速武器的面前，任何防空系統在高超音速武器的面前都是無用的。

美國從20世紀80年代就提出了發展高超音速武器的計劃，而郭永懷從50年代就提出了高超音速武器的概念，1957年郭永懷在《現代空氣動力學問題報告》中指出，高超音速空氣動力學應是中國今後一個時期的重點研究方向。這一舉措為祖國在高超音速武器研究中發揮了領導作用。

假如想要進展高超音速武器，那麼就必須要建造高超聲速風洞，而這項艱鉅的任務則交給了郭永懷的學生俞鴻儒。

俞鴻儒，出生於江西上饒廣豐，曾考入同濟大學數學系。49年新中國成立後，他覺得工程專案可以在新中國建設中發揮更直接的作用，於是又考入了大連大學機械製造系。

年輕時候的俞鴻儒和妻子金生

1956年，為呼應"向科學進軍"的號召，俞鴻儒報考了中國科學院力學研究所的研究生，最終成為了郭永懷的學生。

郭永懷給俞鴻儒制訂了將來研究方向——發展激波管技術，研製激波風洞。激波管是一種產生激波並用激波壓縮實驗氣體以模擬所需操作條件的裝置。

1950年以來，由於發展洲際導彈和核武器的需要，激波管得到了迅速的發展。本發明結構簡單，使用方便，成本低，實驗引數範圍廣泛，應用廣泛。在激波管的基礎上，激波風洞應運而生。激波風洞是利用激波壓縮實驗氣體，然後採用定常膨脹方法產生高超聲速實驗氣流的風洞。

俞鴻儒在舉行晚期激波管試驗時曾發生了幾次事故，嚴重的一次把臨時搭建的棚子都炸壞了，但是郭永懷並沒有責怪俞鴻儒，反而給予了他全力的支援。

1958年12月底至1959年底，俞鴻儒等一批激波管組人員被調至140部門(國防尖端任務氣動實驗部門)，支援風洞建設，並從事超音速風洞測量儀器的配置和研製。俞鴻儒是風洞部門測量小組的組長。1962年，將激波管組建成貫通式風洞jf-4，1964年建成反射式激波風洞jf-4a。

上世紀60年代初，餘鴻儒分析了一次激波管氫氧燃燒實驗事故，發現其根本原因是爆轟。爆炸極為危險，應儘可能避免。但經過20多年的思考，1988年俞鴻儒提出了反向爆轟驅動技術。

在此原理基礎上，1998年，他和趙偉、林建民等建成國際上首坐爆轟驅動激波風洞JF10。目前，衝擊管驅動方式有三種：重活塞驅動、加熱輕氣驅動和爆轟驅動。爆炸驅動是中國人民提出的理論技術，形成了不同的歐美風風洞理論的中國學派。

氫氧爆轟驅動高焓激波風洞JF-10

俞鴻儒銘記先生郭永懷先生的話，"我們這一代，你們以後二、三代，要成為祖國的力學事業的鋪路石子"！

近幾十年來，俞鴻儒培養了一批碩士、博士，已成為學術精英和國家支柱。作為中國科學技術大學和國防科技大學兼職教授，多年來一直致力於人才培養，有力地支援這些單位的學科建設，促進了中國高校的機械教育。

2008年，在俞鴻儒的指導下，姜宗林統率中科院力學所低溫氣體動力學實驗室開端建築JF12高超聲速復現風洞，而這需要突破三大技術瓶頸：風洞驅動功率小、實驗時間短、測量精度低。

此外，jf12迴圈風洞是在地面上建立具有高超音速飛行速度的實驗氣流，氣流柱的直徑尺度應滿足飛機實驗實際尺寸的需要。如果用直徑2.5米的噴嘴進行9次聲速試驗，jf12重複風洞的功率需求大於葛洲壩水電站的總功率。

這就是為什麼高超聲速風洞的建造一直很困難，利用俞鴻儒高功率激波風洞的爆轟驅動技術已經成功地解決了這個問題。

一套裝置，上千張圖紙，多少問題通過不斷的努力，他們實現了安裝、除錯的成功。在短短4年的時間裡，研製了一套大型的高超聲速氣流條件激波風洞模擬科研裝置，能夠在25×40 km高度、5~9倍聲速範圍內再現高超聲速飛行條件，從而推動了世界先進風洞技術的發展。

與世界上最大的自由活塞驅動激波風洞（日本航空航天實驗室hiest）相比，最先進的加熱式輕氣驅動激波風洞（美國lensⅡ）的有效測試時間僅為30ms。

而俞鴻儒、姜宗林團隊經由過程複雜波系傳佈及其互相作用規律的研究，發現採用爆轟驅動能提供足夠的驅動能，但爆轟驅動適用於產生高焓氣流，在Ma=5~8範圍，難將分介面縫合，試驗時間很短。在反覆思考後，俞鴻儒表明小直徑驅動部分能夠克服這個困難，然後可以增加從動部分的長度，並且可以增加從動部分的直徑。因此，提出了具有長實驗時間的激波風洞理論。

基於這一理論，jf12風洞的有效測試時間為130ms，是美國的四倍。

JF12是世界上最大的激波風洞和世界上第一個能夠重現飛行條件的高超聲速風洞。再現風洞的理論和技術，解決了60年來世界高超聲速地面試驗的難題，實現了風洞試驗狀態從流動"模擬"到"再現"的飛躍，引領了國際先進風洞試驗技術的發展。

在2013年至2015年提交給國會的一份報告中，美國國防部對中國的JF12激波風洞進行了評價，說"中國科學院在推進軍事現代化的基礎研究方面發揮了重要作用。"

jf12激波風洞的誕生，也使高超音速武器的研製成為可能。目前，jf12迴圈風洞團隊主要從事高超音速和高溫空氣動力學的基礎和應用基礎研究，包括飛行試驗/地面試驗資料相關理論、飛行器動力/熱特性、新的氣動熱管理概念、飛型器/發動機一體化化學等實驗技術與新型高效推進方法的探索。

中國往常推出的DF-17乘波體高超音速彈道導彈就離不開俞鴻儒研發的JF12高明聲速激波風洞來模仿高明音速武器在模擬速度達到10馬赫到25馬赫的高超聲速環境。

Df-17是世界上第一枚實用的艦載高超音速導彈，最快末速度為20馬赫，即每秒6806米，最長的島鏈為1800公里，僅需4分鐘即可到達。

此外，DF-17採用了美國一直在努力掌握60年的"錢學森"軌跡。"錢學森"軌道使用火箭將飛機發射到空中並穿過大氣層，然後飛機從太空返回大氣層。當角度正確時，飛行器將像漂浮在水面上的瓦片一樣向上彈跳，然後通過這樣一系列的彈跳下降軌跡而下降。飛機能夠高速到達目標。

錢學森彈道高超音速武器的特點是速度超快，防空系統沒有時間作出反應和反應；二是在大氣層中飛行，機動變軌效能較好，無法按既定軌跡進行攔截。如果再利用錢學森彈道來"打水漂"，那麼100%突發的概率、命中目標和敵方反導彈攔截可能幾乎為零。

如果美國航母出現在西太平洋，只要被我們的雷達鎖定，那麼美國航母就無法逃脫。

DF-17的最大缺陷是在中途改變軌道的能力，如果目標移動，它可以在中途改變軌道，重新鎖定目標，使得敵人無法逃脫。

這標誌著中國的導彈研究一直處於世界領先地位。它可以在幾分鐘內把第一島鏈的所有軍事基地都變成粉末，真正踐行"東風快車，使命就到"這句話。這是中國遠端能力的一個重要里程碑.

目前，美國在高超音速武器方面面臨著物質障礙。當飛機以超過音速5倍的速度飛行時，會產生高溫，空氣會顯著加熱。前端關鍵結構件的表面將產生2000-3000℃的高溫，能承受較強的表面氧化和高動態壓力和高過載衝擊。高溫不僅會引起結構熱應力，降低材料的力學效能，還可能引起結構熱應力傳統金屬材料難以滿足使用要求。

然而，中國著名科學家範景蓮研製的輕質耐火金屬基複合材料解決了這一問題。

中國人民大學中國對外戰略研究中心主任金燦榮曾說：再過幾個小時，美軍在東亞的所有軍事基地都將被我們摧毀。在日本，美國在東亞度過了70年。. 美國航空母艦來是沒有意義的，它會殺了你。事實上，美國已經沒有軍事能力來攻擊我們了！

美國空軍一份研究報告稱，中國和俄羅斯已經測試了高速移動武器，這些武器可能會使部署的美軍，甚至美國本土面臨危險。這些武器的機動性可以擊敗現有的導彈防禦系統和武器！

俄羅斯世界武器貿易分析中心主任伊戈爾·科羅琴科認為，中國試射高超音速飛行器證明，中國已經克服了美國導彈防禦系統實力的增強，美國反導系統攔截此類武器幾乎是不可能的。高超音速武器的發展也預示著中國導彈在美國和世介面前的成功。

除了df-17，jf12還隱藏著什麼樣的超級武器？讓我們拭目以待！

從郭永懷老師提出了高明音速武器進展的計謀計劃，到俞鴻儒老師堅定不移地按照郭永懷先生的科研理念和學科佈局在高超聲速飛行復現風洞的理論與技術研究不斷開拓，再到姜宗林先生繼承俞鴻儒先生的衣缽，建造了國際首座可復現飛行條件的高超聲速風洞—JF12。

他們花了60年的時間讓中國導彈超越美國，引領世界，致敬！

這些偉大的科學家，他們是智慧與美貌並存。用最近很流行的一句話來表達就是：明明可以靠臉，偏偏要靠才華。

這些比你美，比你帥，比你還有才華的人，還在努力，你有什麼理由不去努力？

科學推動社會進步，科技興國，科技強國。中國的崛起，離不開科學家。當今世界，誰擁有了一流創新人才、擁有了一流科學家，誰就能在科技創新中佔據優勢。我們要"長大要成為科學家"成為更多孩子的理想，孩子是祖國的未來。

對於許多立志要成為科學家的年輕人來說，在實現夢想的道路上，最讓他們望而生畏的是數學。數學是很多學生害怕的一個學科。

可是數學是一切科學技術的基礎。要成為一個傑出的科學家，首先必須要學好數學。可以說人類每一次重大的進步背後，都是數學在背後強有力地支撐著。

對學習數學視為畏途，對數學沒有興趣。這都是學習的方法不對，數學其實很有趣，關鍵是要有好的學習方法。

1983年，諾貝爾獎得主楊振寧向中學生介紹自己學習數學時，這樣說：

"有一位劉薰宇先生，他是位數學家，寫過許多通俗易懂和極其有趣的數學方面的文章。我記得，我讀了他寫的關於一個智力測驗的文章，才知道排列和奇偶排列這些極為重要的數學概念。"

可見一個好的學習方法，是可以讓孩子愛上數學的。劉薰宇所寫的數學書，就是一本優秀的數學科普書籍。

這套書一共有三本，《馬先生講數學》《數學趣味》和《數學的園地》。三本書由淺入深，給孩子講解什麼是數學，數學有多麼有趣。

除了專業嚴謹以外，還創造性地加入了許多幽默的話語。你能想象嗎？劉薰宇先生能將數學題編成段子，逗得孩子樂不可支，激發他們的學習數學的興趣。

這套書適合小學生以及初中生，可以作為他們的自學教材。讓他們能夠自我學習。

這套書內容生動有趣，而且充分與生活結合，真正把數學知識融入到了故事當中。換一種方式教學，相信您的孩子讀完會有新的收穫！

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