【科学讲座】姜宗林:自由进出空天的梦想与实践
2018年10月18日晚7点,中国科学院大学(以下简称“国科大”)科学前沿进展名家系列讲座III第163讲在玉泉路校区阶一5教室如期举行。本次讲座的主讲人是中科院力学研究所研究员、国科大工程科学学院宇航工程科学系主任姜宗林老师。姜宗林研究员步履稳健走向讲台,为我们带来名为“自由进出空天的梦想与实践”的讲座,在这样一个美好的夜晚,帮我们打开航空航天新世界的大门。
姜老师从古代我们祖先对天空宇宙的向往开始讲起。“空天自由进出的梦想我们从小就有”,姜老师给我们举例,孙悟空一个跟头就是十万八千里,嫦娥吃下灵药便能奔赴皓月,这些神话色彩浓郁的故事便是我们对航空航天最初的幻想。而在国外这些向往同样存在,李林达尔操纵滑翔机飞向天空,又因为尝试新的操纵而坠落地面。“牺牲是必须的。这是他留给我们最后的告诫。”姜老师总结道,科学探索中勇气是必要的元素。
“什么叫空天?”姜老师首先给我们解释道,就是指从100公里海拔左右的地球大气层进入更加高远的空间的过程。当我们能从地球飞入太空并做到想去就去、想来就来的时候,我们就实现了自由进出空天的梦想。然而现实情况却是“蜀道难,上青天更难!”我们现如今进入空间的常规操作是多级火箭、逐级分离,来进入空间,而经历热烧蚀再入。这一方法存在的问题很多,比如有一次性,有效载荷小,价格昂贵,发射受天气影响大,准备周期长,对环境破坏大,安全隐患大和效率低等等。而将来我们又该如何飞向宇宙,这个问题科学家一直在讨论,并越来越重视。
在航空航天事业的不断发展中,我们需要新的自由进出空间的幻梦式空天飞行器的出现。做到多级入轨,相对火箭发射的航天飞行器能更便宜,更方便,更快捷,更高效。
航天飞行器与火箭起飞相比,有效载荷更大,能携带更多的燃料而不需要大量空间去装载空气。但在航天器的研发当中也遇到了来自高超声速气动学科的问题与挑战。高超声速飞行诱导了空气的热化学反应,其介质团的围观变化伴随着能量转移和热量传递,显著影响了宏观流动规律。高温热化学反应气体流动超越了传统气动理论范畴和风洞实验准则,呼唤着空气动力学理论的创新与高超声速飞行技术的突破。我们需要在发动机、气动力、气动热等多个领域进行突破。
在发动机领域,我们从内燃机、涡轮喷气发动机出发,期望进步到更先进的超然冲压发动机。在其他领域,我们的科学家也在做多种尝试去研发下一代的航天飞行器。
最后,姜老师为我们做了总结,“从科学技术发展观来看,航空航天飞行器从亚声速,超声速到高超声速的发展是必然的。“回答了几位同学的问题之后,讲座在掌声中落幕。
姜老师为同学们做报告
主讲人简介:
姜宗林:中国科学院力学研究所研究员;中国科学院力学研究所学术委员会常务副主任;中国科学院大学教授;中国科学院大学工程科学学院宇航工程科学系主任。国际激波学会副理事长;国际激波学会Fellow;美国航空航天学会Associate Fellow;美国航空航天学会燃烧与推进委员会委员;中国力学学会激波与激波管技术专业委员会主任。获得美国航空航天学会(AIAA)2016年度地面试验奖;国家技术发明奖;中国科学院杰出科技成就奖;中国力学科技进步奖;第6届明斯克国际传热传质论坛杰出贡献奖;日本高速成像与光电会议高速成像金奖。
研究领域:爆轰与激波物理、高温气体动力学、激波计算理论与方法。
研究成果:提出了气相爆轰波起爆与传播统一框架理论;构建了高超声速飞行复现风洞理论与技术体系,研制成功世界领先的高超声速复现风洞。提出频散控制稳定性条件,成为构造无振荡激波捕捉格式的基本原则。发表期刊论文200多篇,其中SCI论文100多篇。
延伸阅读:
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
责编 :余玉婷