吳承康：要為中國人做一點事情

吳承康是我國彈頭燒蝕防熱研究、低溫等離子體科學和燃燒科學界有重要影響力的學術帶頭人。他在燒蝕機理、人造衛星回收方案、再入通訊以及燃燒基礎理論與工程應用等方面取得了一批開拓性成果，為我國的航天工程和能源科學作出了重大貢獻。1991年當選為中國科學院學部委員（院士），2003年獲何梁何利基金科學與技術進步獎。

1、可燃混合氣體的燃燒基礎研究

在可燃混合氣體的燃燒基礎研究方面，吳承康有兩件在學術界有重要影響的成果：在20世紀50年代，汽油機的爆震（knocking）是限制汽油機效率和功率的關鍵因素。當時有兩派學說：“自燃說”和“爆轟波說”。美國麻省理工學院Sloan發動機實驗室的J. C. Livengood和吳先生（當時是研究生）一起，用“聲速法”測量了缸內局部氣體的瞬時溫度，并結合實驗室在快速壓縮機上得到的大量數據進行分析，提出汽油機爆震是由于燃燒室“遠端氣體”在受壓縮過程中，經歷了一連串的“焰前反應”，當這些反應的積累效果達到臨界值時，發生不可控制的自燃即爆震，并根據試驗結果給出了至今仍被引用的Livengood-Wu積分模型。

1983年吳承康在美國西北大學羅忠敬（C.K.Law）教授實驗室訪問期間，建立了一套層流火焰和激光測速裝置，研究滯止氣流中的平面火焰傳播速度，測量了數種氣體燃料與空氣混合物在不同速度梯度下（不同火焰拉伸率）火焰面內部和前后沿軸線的流速分布。發現來流速度梯度與測得的流速最低值的線性關聯，并根據層流火焰傳播速度的定義，將速度剖面中速度最低值確定為火焰傳播速度。將此值外推至速度梯度為零時的值，即為“一維火焰傳播速度”這一可燃燒混合氣體燃燒的基本參數。

論文發表于1984年第20屆國際燃燒會議，指出了火焰拉伸對傳播速度的影響，澄清了數十年來用各種不同方法得到的數據差異很大的問題。因而該方法也成為測量火焰傳播速度的基本方法和驗證理論計算的依據，在國際上至今仍經常被引用。

2、航天器再入問題研究與等離子體技術

在1960年代，我國獨立發展兩彈一星，吳承康承擔了航天器“再入”的防熱問題實驗研究。吳承康在分析了有關部門原來擬采用的高超聲速風洞方案和相關文獻后，認為由于高超聲速風洞的正激波總壓損失很大，模型駐點處壓力和徑向速度梯度很小，不能在模型表面產生足夠的熱流。對于駐點的材料燒蝕問題，只要緊鄰固體表面的氣流能模擬實際飛行中激波后的高溫亞聲速氣流，就能考驗材料的防熱特性。

因此，吳承康提出采用電弧等離子體亞聲速射流對飛行器駐點的受熱情況進行模擬試驗，而不模擬整個高超聲速流場。這是一個符合國情的可行的方案。吳承康領導一批年輕人自主建立電弧加熱設備，發展多項測試技術，進行細致的試驗，取得了重要數據，提供給設計部門使用。這項工作為我國兩彈一星工程的成功作出重要貢獻。其后在人造衛星回收方案、遠程飛行器防熱試驗、飛行器再入大氣層通信中斷等問題上都進行了大量卓有成效的工作。

在完成有關“再入”問題的多項研究后，吳承康領導的隊伍回到科學院編制。面對國民經濟主戰場的需求，吳承康帶領有豐富熱科學經驗的隊伍進行了煤燃燒的研究。我國石油天然氣資源蘊藏不豐富，以煤為基礎是我國的國策，需要大量潔凈高效的煤燃燒技術。吳承康領導隊伍，應用燃燒空氣動力學知識，發展了燃燒穩定，可以燃用品質較差的煤種的大速差射流燃燒器、偏置射流燃燒器、多功能燃燒器、扁平附壁射流燃燒器，還有可以部分替代重油的水煤漿燃燒技術等。

吳承康領導的團隊，采用可燃性氣體作為燃料，解決了點火、火焰加速、防止回火等一系列技術關鍵，使燃燒管內產生可控制的爆燃，并使氣體在燃燒管出口處形成強度適中的氣脈沖——在出口外形成弱激波。在此激波和氣流的聯合作用下，敲、吹換熱面，清灰效果遠優于蒸汽和聲波除灰，又不會產生結露，徹底地解決了積灰問題，還提高了近1%的發電效率。這一成果不僅在力學所承擔的50余項設備改造項目上得到應用，為電廠帶來每年數億元的經濟效益，而且在國內得到普遍推廣，成為新電廠設計的標準設備。

從發展和應用電弧等離子體技術為飛行器防熱服務開始，吳先生一直從事熱等離子體的基礎和應用基礎研究，在電弧等離子體發生器的工作機理、設計、新型發生器的研制、等離子體診斷等許多方面做了大量工作。力學所現已成為我國熱等離子體基礎研究的主要單位之一。

吳承康還一直關心指導和從事燃燒的基礎和應用研究，空間電推進、材料工藝力學等方面的研究，廢棄物的焚燒和等離子體處理研究等多方面的工作。

3、授教固有方，桃李滿天下

吳承康不僅科研成果卓著，在多年的科研生涯中，還培養了很多學生。文革前，吳承康就培養過多名研究生，這些研究生早已經成為相關領域中的骨干力量。文革后恢復研究生制度后，吳承康成為我國第一批博士生導師，他指導的學生有的留學深造，有的留在國內，很多學生已成為燃燒與等離子體界的學術帶頭人和科研骨干。

吳承康在培養研究生時，注意選擇有重要實際和理論意義的論文題目，要求研究生重視打好基礎和培養獨立工作能力。在和研究生的討論中，吳承康淵博的知識、極好的物理概念與豐富的實際經驗給了學生非常深的印象，許多難題經吳先生一指撥，學生們即刻茅塞頓開，對問題的認識得到深化。

吳承康還嚴把論文關，對于所指導的學生的學位論文，不但要求內容正確、論據嚴格，組織合理，甚至對文章逐字修改，連標點、公式、符號、單位和圖表注釋等，都一絲不茍，為研究生認真治學作出表率。吳承康不僅積極培養研究生，也對年輕人的成長十分關心。為了培養骨干，他將自己的研究生配備給年輕人指導，創造機會，培養年輕人帶研究生的經驗。

此外，吳承康早期還擔任過中國科技大學、清華大學等學校兼職教授，很多我國著名的燃燒空氣動力學專家都聽過吳先生的課。吳先生為培養我國的專門人才作出了杰出的貢獻。

吳承康先生熱愛祖國、崇尚科學，嚴謹治學、淡泊名利，樂于助人、提攜后學，把畢生精力獻給了黨和人民的偉大事業。

綜合