爱国情奋斗者
实习记者于紫月
“3、2、1!”随着最后一声指令,在中国科学院力学研究所(以下简称力学所)怀柔实验基地米长的铁轨上,一辆缩比1∶8的列车模型飞驰而过,掀起一阵疾风。参观者惊呼:好快!
这是世界上规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车动模型实验平台。“该实验平台可以把千克的列车实验模型从静止基本匀加速至时速最大千米,并能基本以匀减速将其停住。”该平台项目主持者、力学所研究员杨国伟说。
以此为基础,我国高速列车空气动力学研究体系逐渐完善。不论是“复兴号”还是“和谐号”,亦或是其他高速列车,研制期间都要在这里“跑一跑”,再根据实验结果调整各项参数,像一件工艺品一样精雕细琢,直至“出炉”运营。
可以说,这里是高铁的摇篮,而它的主持研究者杨国伟最初却是“航空圈”的。
年,从西北工业大学飞机工程系空气动力学专业博士毕业后,29岁的杨国伟决定继续深造,先后在日本、德国的高校和科研机构交流、工作。这期间,他主攻空气动力学方向,获得过含金量较高的洪堡研究奖,参研过空客A的相关设计。
不论行走有多远,总难忘祖国泥土的芬芳。年,36岁的杨国伟放弃了月入近3万元人民币的高薪,举家回国,来到力学所工作。工资虽然缩水了近10倍,但杨国伟却干劲十足,逐渐组建起一支攻关能力强、吃苦耐劳的研发队伍。在国产大飞机C、中俄合作研发的大飞机CR、新支线客机ARJ21等近年来我国的“明星”飞机的研发过程中都活跃着杨国伟团队的身影。
为何要从“天上”回到“地上”?“年春节,我坐火车从娄底到邵阳,公里的路途用了24个小时。年,我在日本坐新干线列车,感觉太震撼了。日本列车的速度怎么能这么快呢?”从那一刻起,杨国伟就在想,“什么时候我们国家能有这么快的列车就好了。”
年,“跨界”的机会来了。科技部与原铁道部共同签署《中国高速列车自主创新联合行动计划》,鼓励我国高速铁路技术发展创新和更多的人才投身其中。
同样是高速场景、考虑空气动力及阻力,飞机和高铁在空气动力学领域的研究是相通的,于是杨国伟团队紧握机会,投身到中国高速列车气动外型设计的行列中。
研制高速列车动模型实验平台需要解决一系列难以克服的技术问题,这些问题几乎每天都让杨国伟崩溃。
如何在短时间里将列车模型的速度提升起来?无论是传统的管道内压缩空气加速,还是常用的滑轮倍增加速,以及航天用的捆绑类火箭喷气加速,实验的结果都是失败。
杨国伟急出了一嘴火泡。那阵子,他吃饭时在想、工作时在想,甚至睡觉做梦都在想。他带领团队成员一点点磨、一遍遍论证、一步步接近答案。最终,通过反复实验,一种压缩空气间接加速技术终于成功地让“迷你”高铁“飞”起来了。
加速问题迎刃而解,刹车问题又随之而来。“列车模型太快了,以往的直接接触刹车技术并不奏效,想过很多方案,但最终刹车的结果几乎都是列车出轨撞墙,墙上的玻璃都被震碎了,满地都是玻璃碴子和模型碎片。”杨国伟说。
一个偶然的机会,杨国伟路过石景山游乐园。高速翻滚的过山车瞬间刹车的一幕,让他印象深刻。于是他带领团队驻足在过山车下,游客在翻滚的过山车上尖叫,这群科研人员就在过山车下“强势围观”,并且一看就是几个小时。
很快,受过山车启发的瞬间刹车方案诞生了——运用磁铁产生非接触阻尼力,飞奔的“迷你”高铁列车终于停下来了。
随后,杨国伟团队势如破竹,相继解决了高铁列车动模型加减速自动控制,模型复位及测量技术等一系列难题。此后,杨国伟团队又参加多项有关高速列车、以及国家重点研发计划先进轨道交通重点专项的项目研发,在高铁自主研发的路上一直默默耕耘。
多年的努力结成硕果——杨国伟带领团队获得国家科技进步特等奖、中国力学科技进步一等奖以及十几项发明专利……日前,时速公里的动模型改造方案已经实验成功,该平台将为时速公里高速磁悬浮列车研制提供实验数据。
“我还有很多设想,想去验证;我还有很多小目标,想去实现!”杨国伟远眺窗外,“未来,还会有更多、更快、更安全的高速列车和飞机驰骋在这片天地间。”
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