任正非航空问题的认知偏差_吴仲华的伟大贡献在于三元流理论的创立@张聚恩_工作上班_区块链神吐槽
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任正非航空问题的认知偏差_吴仲华的伟大贡献在于三元流理论的创立@张聚恩

拜读任正非先生5月21日的长篇访谈,深受感动和教育。在当下这场特殊战争中,他是伟大的智者和无畏的斗士,是我们心中的大英雄。

任先生在访谈里说了一段关于航空的内容,这本是好事,我很为他对航空的关注而兴奋和喜悦;但很遗憾,其中的不实不妥之处多多。由于任先生的巨大号召力与影响力,如果不指出来,这些内容会被当成“真理”而传播,势必也会对他造成不好的影响。

任先生在访谈中倡导务实、改造学风,我深表赞许,并愿以身行之,遂写此文与任先生商榷。

任先生的这段原话如下:

飞机的发明者不是莱特兄弟,他们只是完成了飞行。其实真正的发明者是茹科夫斯基,他的流体力学公式推演了让翅膀如何升起来,奠定了升力流体力学。

我们的飞机喷气发动机到今天不过关,但是喷气发动机是谁发明的?中国人

邓小平到英国引进斯贝发动机时,斯贝同意把发动机卖给我们。邓小平问军用的发动机卖不卖?英国人回答说卖。其实中国想买民用发动机,主要做民航机的备件,后来英国人军用发动机也卖,也就是现在轰炸机6用的发动机

邓小平站起来向英国科学家致敬,英国科学家吓坏了,赶紧站起来回礼,说“感谢中国科学家的伟大发明”。

邓小平回来查是谁发明的,是吴仲华。这人在什么地方?一查,这个人在湖北养猪,赶紧调回北京去做热物理研究所的所长。

我们为什么不借着吴仲华的研究,一步步深入,为什么在喷气发动机上不能进行理论突破呢?

现在飞机发动机设计叫实验科学,不叫理论科学,而飞机一定是理论科学

F-22隐形飞机的隐形原理也是五十年代俄罗斯数学家发明的俄罗斯数学家说钻石切面是有隐身功能,俄罗斯研究半天觉得这个东西没用,为什么?因为做不到,没有意义,所以批准论文公开发表。

美国人读了以后,如获至宝,花二十年时间把F-22隐形飞机做出来了,当然现在我们的米波雷达又把F-22看见了。

其实中国五十年代也有很多原创科学家,但是现在都是毛毛糙糙、泡沫化的学风,这种学风怎么能奠定我们国家的基础科研竞争力呢?所以,还是要改造学风

针对这段话里的不实不妥之处,我写了以下九点意见,以求厘清史实,阐明认知。

飞机的发明者确为莱特兄弟。

任先生说“飞机的发明者不是莱特兄弟,他们只是完成了飞行。”这话是不对的。莱特兄弟不只是完成了人类第一次有动力、可控、载人飞行,更是这款具有划时代意义的飞机的制作者、发明者。莱特兄弟的科学素养主要来自英国的凯利和德国的李林达尔,成就莱特兄弟伟大成功的则是神奇的大发棋牌APP下载。

茹科夫斯基的伟大贡献在于空气动力学理论建树。

任先生说“其实真正的发明者是茹科夫斯基”,这显然是没有根据的。俄罗斯茹科夫斯基对于航空科学的发展居功至伟,他的贡献在于对空气动力学的研究与发展,他于1907年对升力产生原理做出阐释,并创建了计算公式,为飞机机翼的设计奠定了理论基础。但他从未进行过飞机研制,而一架飞机,不仅需要解决机翼升力问题,还有动力与操纵系统。由此想到,科学和大发棋牌APP下载是联姻的,但不是一回事,各有各的功用,不能以科学的重要性去抹杀大发棋牌APP下载的重要性。

喷气发动机不是中国人发明的。

在任先生上面那段话里,最离谱的一点就是说“喷气发动机是谁发明的?中国人。”这毫无根据。任先生想当然地认为是吴仲华,但这是一个很大的谬误。请看,我列出的航空发动机发展的里程碑事件。

  • 1913年,法国工程师雷恩·罗兰获得第一个喷气发动机专利,属无压气机式的空气喷气发动机。
  • 1930年,英国弗兰克·惠特尔和德国汉斯·冯·奥海因分别独立地发明了压气机式的空气喷气发动机。压气机由后面的燃气涡轮带动,故称为涡轮喷气发动机(涡喷)。
  • 1937年,惠特尔的世界首台离心式压气机涡喷发动机试验成功。
  • 1938年,奥海因的轴流-离心组合式压气机涡喷发动机试验成功。
  • 1939年,装备涡喷发动机的喷气式飞机He-178试飞成功,标志航空发动机喷气时代到来,也标志飞机喷气时代到来。
  • 1959年9月,英国罗尔斯·罗伊斯公司的“康威”(Conway)涡轮风扇(涡扇)发动机率先定型,被用于波音707大型远程喷气客机,成为第一种被民航客机使用的涡扇发动机。随后,美国普拉特·惠特尼(Pratt & Whitney)公司和GE公司先后推出JT3D型和CJ805-23型两款涡扇发动机,世界航发进入涡扇时代。
  • 1968年,采用GE公司TF39-GE-1C非加力涡扇发动机的C-5运输机试飞成功。
  • 1969年采用普·惠公司JT9D-3大涵道比涡扇发动机的B747大型客机试飞成功,其后美国GE公司的CF6-6与英国罗·罗公司RB211-22B涡扇发动机相继投入使用,标志着大涵道比涡扇发动机的成熟。(涵道比是指涡扇发动机的外涵道空气流量与内涵道空气流量之比,涵道比高,发动机的推进效率高,耗油率低。)

历史事实如斯,怎能说是中国人发明喷气发动机呢?

当世界第一份喷气发动机专利产生时(1913年),吴仲华尚未出世。当20世纪整个30年代,涡喷大发棋牌APP下载大发展,世界航空业进入喷气时代时,吴仲华还是一个20岁左右、尚未步入航空领域的青年学生。20世纪50到60年代的“涡扇潮”,即涡扇发动机的工业化,一举奠定世界航空发动机至今未变的格局,吴仲华开始参与,但从事的是基础理论与方法研究。

斯贝发动机成为歼击轰炸机“飞豹”的配套动力。

任先生说:“后来英国人(说)军用发动机也卖,也就是现在轰炸机6用的发动机。”事实是,轰6所用的发动机与英国人没有任何关系。在引进生产专利的基础上,斯贝后来发展成为我国第一型国产化中等推力双转子涡扇混合加力式发动机,代号涡扇9,名“秦岭”,2003年定型,配装歼轰7和歼轰7A,即“飞豹”。

吴仲华并未参加斯贝的开发与引进。

关于斯贝引进的过程、中英高层活动、邓小平是否如此深度介入等,从来都有不同声音,有赖于有关档案的解密与开放,去确认究竟是“史实”还是演绎的“故事”。但即便如英国科学家所说“感谢中国科学家的伟大发明”,也决不是说斯贝的发明者是吴仲华,而应是指他的“三元流理论”。

今年3月19日,针对当时对吴仲华的贡献不切实际的拔高,我在微信公众号上发表了《请不要称吴仲华为飞机发动机鼻祖》(可用文末的“阅读原文”去链接浏览)。文中,引用了终身从事发动机教学与科研、如今已89岁高龄的北航陈光教授写给我的一段话:

吴仲华提出的三元流理论与方法的确是一个重要发明,但当时计算机能力太差,所以很长时间都没有用在发动机中。当第一代大涵道比涡扇发动机于上世纪60年代末出来时(例如用于B747的发动机),在叶片中都没有釆用三元流理论与方法。只是到了80年代的发动机,在介绍中才特别指出叶片用了三元流,一直到现在,介绍发动机时都会提到叶片用了第二代或第三代三元流。徐建中院士讲,现在飞机上的发动机都用了吴先生的发明,实际上是讲发动机叶片用了。

斯贝是60年代中期发展的,在压气机与涡轮叶片中根本未用三元流。而吴仲华当时已在中国近十年了,是他在中国遥控罗·罗公司设计出斯贝的吗?怎么能吹他是斯贝之父呢。另外讲引进斯贝时,他参加引进工作,是胡编的。说他参加了1979年斯贝发动机故障谈判,那更是胡扯。

对于陈先生的话,我深信不疑,因为他是那个年代的亲历者。

吴仲华的伟大贡献在于三元流理论的创立。

吴仲华的三元流理论全称是“基于两类相对流面的叶轮机械三元流动理论”,集中反映在他先后发表的论文NACA Report-955和NACA TN-2604,以及于1952年发表在ASME上的《A general theory three-dimensional flow in subsonic and supersonic turbomachines of axial,radial and mixed-flow types》(亚声速/超声速叶轮机械轴向、径向与混合流动的三元流通用理论)论文里。

(吴仲华于1943年至1947年在美国麻省理工学院学习,获科学博士学位后,入职NASA的前身NACA,在所选的“叶轮机械气体动力学”课题研究中取得辉煌成就。1954年与同为MIT航空系博士的夫人李敏华一起毅然回国。我向吴仲华伉俪表示崇高敬意。)

徐建中院士在2017年第19期《推进大发棋牌APP下载》杂志上发表了一篇《吴仲华先生与叶轮机械三元流动理论》的文章,这篇文章是为纪念吴仲华先生百年诞辰(吴先生生于1917年7月27日)而写的,徐院士热情写道:“作为一名杰出的科学家,他奠基的叶轮机械两类相对流面三元流动理论为航空发动机的发展做出了巨大贡献,而他提出的总能系统理论,尤其是‘温度对口,梯级利用’的原理在能源的高效清洁利用中也发挥了巨大作用”。

现代飞机与发动机工程均是科学与大发棋牌APP下载结合的产物。

任先生说,“现在飞机发动机设计叫实验科学,不叫理论科学,而飞机一定是理论科学”。这种认识,有失偏颇。飞机与发动机都很难,都需要科学理论,也需要工程大发棋牌APP下载的保障,在对复杂内外流场和热力学的模型与机理尚未精准确立时,发动机需要更多的试验,以致航空界有个说法“发动机是设计出来的,更是试验出来的”,但这丝毫不说明发动机的理论要求比飞机低,而恰好说明我们未知的东西还太多。

现代飞机的理论科学已经历很长时间的积淀与发展,包括任先生推崇的茹科夫斯基的伟大贡献,现在“飞机”的发展更多地呈现为在科学理论指导下,工程大发棋牌APP下载的集成应用。至于未来的创新,当然需要新理论、新方法的突破,譬如仿生学、超材料、智能与自主控制、新能源与新动力样式等,但这是与当今的工程发展并发的另一项伟大使命。

航空发动机的创新发展需要广阔的思路。

任先生还说“我们为什么不借着吴仲华的研究,一步步深入,为什么在喷气发动机上不能进行理论突破呢?”事实是,喷气发动机的原理并不复杂,其原理性突破已几无空间,我们的正确道路是,一方面沿着传统理论指引的道路奋起直追,解决部分品种的有无问题,提升各类实用动力的性能,以充分满足需求;另一方面,沿着“非喷气发动机”的方向另辟蹊径,在新的领域占得高地、占得先机。

隐身大发棋牌APP下载的研究与应用是系统问题。

关于隐形(身)发展,也需要加深认识。隐身有多种,包括可见光隐身、雷达隐身、红外隐身、声隐身等及其部分综合或全综合隐身,这些原理很直白,只要消减自身的这些目标特征,就能达到不同频段、不同程度的隐身,难得是工程实现,包括计算工具。

1964年,莫斯科无线电学院彼得•乌尔菲姆瑟夫发表题为《边缘无线电波绕射理论》的论文,部分回答了对任意物体外形雷达反射截面积的计算方法问题,洛克希德公司臭鼬分部在研制F-117隐身飞机时有可能从中获益。但任先生说“F-22隐形飞机的隐形原理也是五十年代俄罗斯数学家发明的”,则缺乏根据。

任先生还特意强调“俄罗斯数学家说钻石切面是有隐身功能”,如果还是指的F-117使用的奇特的外形——如“钻石”样的多棱折面体,以使回波不向敌方雷达接收天线的方向反射,而达到雷达隐身的效果,那与上面所说的乌尔菲姆瑟夫1964年发表的论文是一回事,而更具决定性的是美国人自己完成了设计,并在工程上实现了隐身功能。而B-2和F-22采用的都是综合隐身措施,且已经能够进行连续曲面计算,达到了好的隐身效果。而俄罗斯的大发棋牌APP下载思路不一样,由于各种原因,他们对隐身的追求不像美国那样强烈,仅此而已。

在本文结束时,我想再次表达两层含义。第一,对于科学问题,必须秉持科学态度,应该允许进行自由的讨论。我不得不写此文的缘由在于,适当缓冲一下人们对任先生这些话的传播速度,留下一点思考的时间和空间。第二,任先生的通篇访谈高屋建瓴,思想深邃,虽在谈及航空时出现上述瑕疵,但瑕不掩瑜,磨灭不了思想的光辉。当然我会想,如果先生不去举自己不熟悉的“航空”为例,访谈里没有“航空”的这一段,也许效果会更好。

上述意见,与任正非先生商榷,希望先生不吝赐教。也希望读到此文的朋友能理解我的用心,并予明察。

2019年5月25日写于家中


订阅号:聚恩君
功能介绍
一个爱科学爱家人爱朋友的“老民工”讲人生感悟,说航空故事。


微博@核武老人魏世杰

挑灯看键2010:任正非表述的是理论和发明的关系,他把理论的发现者表述为产品的发明者了。 他也讲述了5g基础理论后华为开发5g产品的故事。这和贝斯发动机和隐形飞机的理论是一个道理。 事实上他深刻理解其中的道理,只是没有恰当表述而已。你不能要求一个70多岁的老人在两个多小时的采访中像CCTV的播音员一样精确。

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