“清華力量”深耕曹妃甸
“清華力量”深耕曹妃甸
——探訪曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院和星梭科技
記者 景立華 通訊員 趙冠群 楊海
渤海灣的春風(fēng)，帶著咸濕的氣息，穿過曹妃甸新城寬敞的街道，拂過曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院灰色的實(shí)驗(yàn)樓外墻。在這座占地64畝的園區(qū)里，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的寬速域多功能風(fēng)洞靜靜矗立，用科技力量訴說著京津冀協(xié)同發(fā)展的創(chuàng)新故事。這座風(fēng)洞作為研究院一期項(xiàng)目，已于去年8月一次點(diǎn)火成功。
圖為寬速域多功能風(fēng)洞設(shè)備真空球。 記者 景立華 攝
3月13日，星梭科技（北京）有限公司與唐山新航生態(tài)科技發(fā)展有限公司完成項(xiàng)目簽約，在曹妃甸啟動(dòng)“空天產(chǎn)業(yè)園一期”核心項(xiàng)目。與曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院一樣，星梭科技的核心團(tuán)隊(duì)成員也多來自清華大學(xué)，屬于“清華系”科創(chuàng)力量。兩支“清華力量”，不約而同地選擇了曹妃甸，為曹妃甸發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力增添了強(qiáng)勁動(dòng)力。
風(fēng)洞藏鋒芒
數(shù)組灰色高壓氣罐和中壓氣罐整齊排列在院子里，最引人注目的是巨大的球狀負(fù)壓吸氣球體設(shè)備——真空球，純白色的球體和粗大的連接管道在陽光下泛著光。
走進(jìn)風(fēng)洞廠房?jī)?nèi)部，多條空氣管路縱向延伸，直通自由射流試驗(yàn)臺(tái)和直連實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
“自由射流實(shí)驗(yàn)臺(tái)可模擬的空氣流速最大可到6馬赫，溫度可達(dá)1400攝氏度以上，模擬高度可達(dá)28公里，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先！”曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院副院長(zhǎng)馮丹丹介紹。
“直連試驗(yàn)臺(tái)與自由射流試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)不同，都可試驗(yàn)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、組合沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、縮比模型的機(jī)體等試驗(yàn)件體?！瘪T丹丹說。
寬速域多功能風(fēng)洞可有效復(fù)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)飛行場(chǎng)景。
記者看到一段實(shí)物，“這是經(jīng)過風(fēng)洞試驗(yàn)的我國(guó)Ｃ919客機(jī)機(jī)翼中段的縮比模型?！瘪T丹丹說，通過試驗(yàn)可以研究如何提高機(jī)翼升阻比，得到機(jī)翼的最大升力系數(shù)。
不遠(yuǎn)處，自由射流實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作臺(tái)前，幾位穿著工裝的年輕人正在電腦上反復(fù)校核數(shù)據(jù)。研究院招聘了14名具有碩士學(xué)位的工程師，在清華老師的指導(dǎo)下開展多項(xiàng)課題研究，包括湍流、跨介質(zhì)跨聲速、渦輪發(fā)電系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)等系統(tǒng)研究。
工程師王子朋帶記者來到他的實(shí)驗(yàn)室。打開操作臺(tái)上的微型吹風(fēng)裝置，一股煙狀氣流激射而出?！斑@個(gè)裝置是模擬可視化煙狀氣體流速試驗(yàn)?！彼f。
解密“跨介質(zhì)”
2020年7月，唐山市政府與清華大學(xué)簽訂全面合作框架協(xié)議和“一池三洞跨氣水介質(zhì)系統(tǒng)”項(xiàng)目合作協(xié)議。
2023年3月，曹妃甸區(qū)政府與清華大學(xué)航天航空學(xué)院簽訂合作協(xié)議，確定“一池三洞”項(xiàng)目即曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院項(xiàng)目選址于曹妃甸新城。
項(xiàng)目由曹妃甸開發(fā)建設(shè)公司聯(lián)合清華大學(xué)航天航空學(xué)院共同建設(shè)，清華大學(xué)航天航空學(xué)院從水氣跨介質(zhì)領(lǐng)域研究角度提出的四項(xiàng)支撐實(shí)驗(yàn)設(shè)施：“寬速域多功能風(fēng)洞、高速立式水洞、臥式水洞、試驗(yàn)水池”，簡(jiǎn)稱“一池三洞”，是服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求，促進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展，深化校地合作的重點(diǎn)項(xiàng)目。
“跨介質(zhì)”，究竟是什么？
清華大學(xué)航天航空學(xué)院研究員、曹妃甸區(qū)跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)研究院院長(zhǎng)蘭旭東研究員站在風(fēng)洞旁，對(duì)記者介紹：“彈體從液體到氣體或者反過來從氣體到液體，要經(jīng)歷幾個(gè)數(shù)量級(jí)的密度變化；再比如航空航天飛行器在空中或者外太空飛行也要經(jīng)歷很大的介質(zhì)密度等環(huán)境參數(shù)的改變；這里面有很多極端的科學(xué)、技術(shù)、工程及系統(tǒng)問題，這就是‘跨介質(zhì)科學(xué)與系統(tǒng)’?！?/p>
蘭旭東說，研究院的使命，就是在地面上盡可能模擬這些環(huán)境工況，不管是研究院的“一池三洞”，還是立項(xiàng)建設(shè)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)，都是為了讓下一代可重復(fù)使用航天器、高超聲速飛行器，在圖紙變成可靠產(chǎn)品之前，經(jīng)歷千錘百煉。
“國(guó)之重器，不能只靠算，得靠試?！彼牧伺娘L(fēng)洞的外殼，聲音里透著底氣。
激活新動(dòng)能
清華大學(xué)為什么將研究成果選擇在曹妃甸區(qū)轉(zhuǎn)化？
從清華大學(xué)出發(fā)，乘坐京唐城際鐵路，不到兩小時(shí)，就能抵達(dá)曹妃甸。這條路，蘭旭東跑了無數(shù)趟。他說，當(dāng)初清華決定將跨介質(zhì)研究院落地這里，是經(jīng)過反復(fù)掂量的。
“你看，”他指向窗外，遠(yuǎn)處是曹妃甸港林立的岸橋，“交通、工業(yè)基礎(chǔ)、海港運(yùn)輸、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、營(yíng)商環(huán)境——五個(gè)手指攥成一個(gè)拳頭，北京研發(fā)、曹妃甸轉(zhuǎn)化，才能從藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)?！?/p>
雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)，是最實(shí)在的支撐。首鋼京唐就在幾十公里外，特種鋼可以隨時(shí)供應(yīng)；中石油唐山ＬＮＧ接收站就在海邊，液氧甲烷等能源半小時(shí)內(nèi)運(yùn)達(dá)。研究院做試驗(yàn)、搞中試，需要的工業(yè)原料，轉(zhuǎn)身就能拿到。
而億噸深水大港的運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)，更是無可替代。傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸大型航天裝備，受限于隧道、彎道和橋梁，動(dòng)輒需要拆解、組裝。曹妃甸港的海輪，可以直接把整枚運(yùn)載火箭、完整的航天發(fā)動(dòng)機(jī)裝上船，運(yùn)往山東海陽發(fā)射場(chǎng)。
“效率更高、成本更低、安全性更強(qiáng)?！碧m旭東說，“這是給高端裝備量身定制的出海通道?！?/p>
在研究院的試驗(yàn)平臺(tái)前，記者遇到了星梭科技（北京）有限公司的ＣＴＯ技術(shù)負(fù)責(zé)人姜路野。這是一家典型的“清華系”企業(yè)——研發(fā)團(tuán)隊(duì)在北京亦莊，成果轉(zhuǎn)化基地在曹妃甸。今年3月13日，星梭科技已經(jīng)和曹妃甸本地企業(yè)唐山新航生態(tài)科技發(fā)展有限公司簽署協(xié)議，下一代全流量補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)研制及總裝中心項(xiàng)目落戶曹妃甸。
姜路野向記者細(xì)數(shù)曹妃甸的“五大優(yōu)勢(shì)”：“區(qū)位：北京想創(chuàng)意，兩小時(shí)過來做試驗(yàn)，當(dāng)天往返，科研效率翻倍。產(chǎn)業(yè)：特種鋼、精密鑄件、液氧甲烷，就地取材，成本比北京低一大截?？苿?chuàng)：跨介質(zhì)研究院、燕趙鋼鐵實(shí)驗(yàn)室就在隔壁，技術(shù)難題抬腳就能請(qǐng)教?？臻g：不像山區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)，這里交通便利、配套齊全，研發(fā)和試驗(yàn)不再‘兩地分居’。港口：火箭造好了，直接上船出海發(fā)射?！?/p>
他笑著說，過去商業(yè)航天企業(yè)把試驗(yàn)基地扎在偏遠(yuǎn)山區(qū)，進(jìn)出一趟翻山越嶺，設(shè)備壞了找個(gè)螺絲釘都要等三天。在曹妃甸，一個(gè)電話，配套企業(yè)半小時(shí)到位。
這種“北京出技術(shù)、曹妃甸造產(chǎn)品”的協(xié)同模式，正在空天產(chǎn)業(yè)園加速落地。衛(wèi)星總裝廠、衛(wèi)星接收中心、衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心已建成投用。同屬“清華系”的星梭科技，將北京研發(fā)的商業(yè)航天核心技術(shù)帶到這里，依托研究院的試驗(yàn)平臺(tái)，打造“研制－總裝－試車－優(yōu)化”的完整閉環(huán)。
“這是新質(zhì)生產(chǎn)力的渤海灣樣本?！碧粕叫潞缴鷳B(tài)科技發(fā)展有限公司董事長(zhǎng)王雷站在空天產(chǎn)業(yè)園的規(guī)劃圖前，眼里有光。“曹妃甸的產(chǎn)業(yè)承載空間，是一流的?！彼f，“我們?cè)谶@里布局航天制造產(chǎn)業(yè)，就是要讓北京的創(chuàng)新智慧，在河北大地結(jié)出豐碩的產(chǎn)業(yè)碩果，進(jìn)一步完善京津冀商業(yè)航天全鏈條?！?/p>
來源：環(huán)渤海新聞網(wǎng)
編輯：王劍猛
責(zé)編：劉芳
編審：劉福慶
監(jiān)審：王勍