吳承康：要為中國人做一點(diǎn)事情

吳承康是我國彈頭燒蝕防熱研究、低溫等離子體科學(xué)和燃燒科學(xué)界有重要影響力的學(xué)術(shù)帶頭人。他在燒蝕機(jī)理、人造衛(wèi)星回收方案、再入通訊以及燃燒基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)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(xué)作出了重大貢獻(xiàn)。1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士），2003年獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

1、可燃混合氣體的燃燒基礎(chǔ)研究

在可燃混合氣體的燃燒基礎(chǔ)研究方面，吳承康有兩件在學(xué)術(shù)界有重要影響的成果：在20世紀(jì)50年代，汽油機(jī)的爆震（knocking）是限制汽油機(jī)效率和功率的關(guān)鍵因素。當(dāng)時(shí)有兩派學(xué)說：“自燃說”和“爆轟波說”。美國麻省理工學(xué)院Sloan發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的J. C. Livengood和吳先生（當(dāng)時(shí)是研究生）一起，用“聲速法”測(cè)量了缸內(nèi)局部氣體的瞬時(shí)溫度，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室在快速壓縮機(jī)上得到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出汽油機(jī)爆震是由于燃燒室“遠(yuǎn)端氣體”在受壓縮過程中，經(jīng)歷了一連串的“焰前反應(yīng)”，當(dāng)這些反應(yīng)的積累效果達(dá)到臨界值時(shí)，發(fā)生不可控制的自燃即爆震，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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(xué)羅忠敬（C.K.Law）教授實(shí)驗(yàn)室訪問期間，建立了一套層流火焰和激光測(cè)速裝置，研究滯止氣流中的平面火焰?zhèn)鞑ニ俣龋瑴y(cè)量了數(shù)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(nèi)部和前后沿軸線的流速分布。發(fā)現(xiàn)來流速度梯度與測(cè)得的流速最低值的線性關(guān)聯(lián)，并根據(jù)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊亩x，將速度剖面中速度最低值確定為火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒋酥低馔浦了俣忍荻葹榱銜r(shí)的值，即為“一維火焰?zhèn)鞑ニ俣取边@一可燃燒混合氣體燃燒的基本參數(shù)。

論文發(fā)表于1984年第20屆國際燃燒會(huì)議，指出了火焰拉伸對(duì)傳播速度的影響，澄清了數(shù)十年來用各種不同方法得到的數(shù)據(jù)差異很大的問題。因而該方法也成為測(cè)量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊幕痉椒ê万?yàn)證理論計(jì)算的依據(jù)，在國際上至今仍經(jīng)常被引用。

2、航天器再入問題研究與等離子體技術(shù)

在1960年代，我國獨(dú)立發(fā)展兩彈一星，吳承康承擔(dān)了航天器“再入”的防熱問題實(shí)驗(yàn)研究。吳承康在分析了有關(guān)部門原來擬采用的高超聲速風(fēng)洞方案和相關(guān)文獻(xiàn)后，認(rèn)為由于高超聲速風(fēng)洞的正激波總壓損失很大，模型駐點(diǎn)處壓力和徑向速度梯度很小，不能在模型表面產(chǎn)生足夠的熱流。對(duì)于駐點(diǎn)的材料燒蝕問題，只要緊鄰固體表面的氣流能模擬實(shí)際飛行中激波后的高溫亞聲速氣流，就能考驗(yàn)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(duì)飛行器駐點(diǎn)的受熱情況進(jìn)行模擬試驗(yàn)，而不模擬整個(gè)高超聲速流場(chǎng)。這是一個(gè)符合國情的可行的方案。吳承康領(lǐng)導(dǎo)一批年輕人自主建立電弧加熱設(shè)備，發(fā)展多項(xiàng)測(cè)試技術(shù)，進(jìn)行細(xì)致的試驗(yàn)，取得了重要數(shù)據(jù)，提供給設(shè)計(jì)部門使用。這項(xiàng)工作為我國兩彈一星工程的成功作出重要貢獻(xiàn)。其后在人造衛(wèi)星回收方案、遠(yuǎn)程飛行器防熱試驗(yàn)、飛行器再入大氣層通信中斷等問題上都進(jìn)行了大量卓有成效的工作。

在完成有關(guān)“再入”問題的多項(xiàng)研究后，吳承康領(lǐng)導(dǎo)的隊(duì)伍回到科學(xué)院編制。面對(duì)國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的需求，吳承康帶領(lǐng)有豐富熱科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍進(jìn)行了煤燃燒的研究。我國石油天然氣資源蘊(yùn)藏不豐富，以煤為基礎(chǔ)是我國的國策，需要大量潔凈高效的煤燃燒技術(shù)。吳承康領(lǐng)導(dǎo)隊(duì)伍，應(yīng)用燃燒空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)，發(fā)展了燃燒穩(wěn)定，可以燃用品質(zhì)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(shù)等。

吳承康領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，采用可燃性氣體作為燃料，解決了點(diǎn)火、火焰加速、防止回火等一系列技術(shù)關(guān)鍵，使燃燒管內(nèi)產(chǎn)生可控制的爆燃，并使氣體在燃燒管出口處形成強(qiáng)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(lián)合作用下，敲、吹換熱面，清灰效果遠(yuǎn)優(yōu)于蒸汽和聲波除灰，又不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，徹底地解決了積灰問題，還提高了近1%的發(fā)電效率。這一成果不僅在力學(xué)所承擔(dān)的50余項(xiàng)設(shè)備改造項(xiàng)目上得到應(yīng)用，為電廠帶來每年數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益，而且在國內(nèi)得到普遍推廣，成為新電廠設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

從發(fā)展和應(yīng)用電弧等離子體技術(shù)為飛行器防熱服務(wù)開始，吳先生一直從事熱等離子體的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，在電弧等離子體發(fā)生器的工作機(jī)理、設(shè)計(jì)、新型發(fā)生器的研制、等離子體診斷等許多方面做了大量工作。力學(xué)所現(xiàn)已成為我國熱等離子體基礎(chǔ)研究的主要單位之一。

吳承康還一直關(guān)心指導(dǎo)和從事燃燒的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，空間電推進(jìn)、材料工藝力學(xué)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(yǎng)了很多學(xué)生。文革前，吳承康就培養(yǎng)過多名研究生，這些研究生早已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域中的骨干力量。文革后恢復(fù)研究生制度后，吳承康成為我國第一批博士生導(dǎo)師，他指導(dǎo)的學(xué)生有的留學(xué)深造，有的留在國內(nèi)，很多學(xué)生已成為燃燒與等離子體界的學(xué)術(shù)帶頭人和科研骨干。

吳承康在培養(yǎng)研究生時(shí)，注意選擇有重要實(shí)際和理論意義的論文題目，要求研究生重視打好基礎(chǔ)和培養(yǎng)獨(dú)立工作能力。在和研究生的討論中，吳承康淵博的知識(shí)、極好的物理概念與豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)給了學(xué)生非常深的印象，許多難題經(jīng)吳先生一指撥，學(xué)生們即刻茅塞頓開，對(duì)問題的認(rèn)識(shí)得到深化。

吳承康還嚴(yán)把論文關(guān)，對(duì)于所指導(dǎo)的學(xué)生的學(xué)位論文，不但要求內(nèi)容正確、論據(jù)嚴(yán)格，組織合理，甚至對(duì)文章逐字修改，連標(biāo)點(diǎn)、公式、符號(hào)、單位和圖表注釋等，都一絲不茍，為研究生認(rèn)真治學(xué)作出表率。吳承康不僅積極培養(yǎng)研究生，也對(duì)年輕人的成長十分關(guān)心。為了培養(yǎng)骨干，他將自己的研究生配備給年輕人指導(dǎo)，創(chuàng)造機(jī)會(huì)，培養(yǎng)年輕人帶研究生的經(jīng)驗(yàn)。

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

吳承康先生熱愛祖國、崇尚科學(xué)，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、淡泊名利，樂于助人、提攜后學(xué)，把畢生精力獻(xiàn)給了黨和人民的偉大事業(yè)。

綜合