崔爾傑

崔爾傑（1935-2010），中科院院士，空氣動力學家，北京空氣動力學研究所研究員，生於山東濟南，原籍河北高陽，在國內率先開展太空飛行器非定常氣動力和流固耦合問題的研究，突破該領域多項關鍵技術；提出利用非定常激勵進行流動控制獲得高升力的方法並揭示其機制；建立和發展複雜飛行器外形考慮氣動干擾的氣動彈性分析新方法；發展渦致振動的非線性振子模型，提出抑制渦致振動的多種途徑。

基本介紹

• 中文名：崔爾傑
• 出生地：山東濟南
• 出生日期：1935年
• 職業：中科院院士，空氣動力學家
• 畢業院校：北京航空學院

人物簡介

崔爾傑（1935-2010），中科院院士，空氣動力學家。生於山東濟南。原籍河北高陽。1959年畢業於北京航空學院空氣動力學專業。北京空氣動力學研究所研究員。在國內率先開展太空飛行器非定常氣動力和流固耦合問題的研究，突破該領域多項關鍵技術；提出利用非定常激勵進行流動控制獲得高升力的方法並揭示其機制；建立和發展複雜飛行器外形考慮氣動干擾的氣動彈性分析新方法；發展渦致振動的非線性振子模型，提出抑制渦致振動的多種途徑。領導和主持多項型號關鍵動力問題攻關和重大工程項目的開發工作。提出建立“地面效應空氣－流體力學”的框架構想並對其研究內容作了充實與發展。開拓風工程和工業空氣動力學套用研究，在結構風致振動、風力機氣動彈性和體育流體研究等方面做出了創新工作。1999年當選為中國科學院院士。2010年12月13日晚因突發心臟病去世，享年75歲。

崔爾傑

科研情況

崔爾傑，航天科技集團航天空氣動力技術研究院研究員，中國科技大學工程科學學院院長，清華大學和北京航空航天大學兼職教授。曾任中國力學學會理事長、亞洲流體力學會副主席。從事航天飛行器非定常氣動力與空氣彈性、風工程與工業空氣動力學等方面的理論與實驗研究。為解決型號研製中遇到的許多空氣動力學和空氣彈性力學問題做出貢獻；在非定常流與流動控制等基礎研究方面，取得多項創新成果。對非定常增升機制、鈍物體旋渦脫落模式、多物體干擾等提出新見解，發展了渦致振動的非線性振子模型，提出抑制渦致振動的多種途徑，對工程實際有重要意義。主持被列入“國家火炬計畫”的全墊升氣墊船研製和被列入“九五”國家科技攻關計畫及國家重大科技成果產業化計畫的“地效飛行器”項目的技術工作，解決了一系列關鍵技術問題，已開發出多種型號投入國內和跨國航線運行。提出建立地面效應空氣/流體動力學的框架構想並對其內容作了充實與發展，

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主要貢獻

崔爾傑從事航天飛行器非定常氣動力與空氣彈性、風工程與工業空氣動力學等方面的理論與實驗研究。為解決型號研製中遇到的動態氣動載荷、顫振、抖振、風致振動、氣動噪聲、動穩定性等問題做出貢獻在非定常流與流動控制等基礎研究方面，取得多項創新成果。主持“國家火炬計畫”的全墊升氣墊船研製和“九五”國家科技攻關計畫及國家重大科技成果產業化計畫的“地效飛行器”項目的技術工作。

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主要經歷

炮火戰爭年代

雖然已年逾七旬，經歷人間數度風雨，但在崔爾傑的記憶里始終無法忘懷的是坐落在濟南運署街上的濟南一中，這是一座有百年歷史的名校。自1947年考入該校到1953年高中畢業，六年的時光中，泉城濟南大明湖畔的省圖書館和匯泉寺、北極閣這些去處，留下了少年崔爾傑其樂無窮的成長印記。

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令崔爾傑最為難忘的是1948年9月的（陰曆8月）中秋節前，解放軍圍城，解放濟南的炮聲已經在市郊打響，第二天去學校上課，老師給他們出了個作文題目：《一夜炮聲又中秋》，而實際上，炮聲響起就沒有再停歇，學自然是上不成了。經過七、八天的激戰，濟南獲得解放。不久，接管工作隊進駐到一中，工作隊的幹部們“走家串戶”地訪問老師和同學，動員大家回校複課。

解放後的濟南百廢待興，為了儘快恢復教學秩序，工作隊和老師們一面加緊搶修校舍，一面想出很多辦法吸引學生們回校。工作隊還分發演出票，讓學生們去舊軍門巷電影院看宣傳隊演出《白毛女》、《解放區的天》等節目。崔爾傑回憶說，解放後學校里到處是一片熱火朝天的新氣象，各班級紛紛出版牆報，《春風》、《野火》、《潮流》……貼滿了校園牆壁，同學們評論時政，歡慶解放，氣氛非常活躍。“那時候我感覺很新鮮，參加活動也很多，慢慢對解放後的社會有了很多認識。”

1949年10月新中國宣告成立，就在這一年，崔爾傑和其他幾位同學一起加入了青年團，成為他政治生活中的新起點。刻苦學習的同時，他還擔任了學生會學習部長，組織同學搞活動，崔爾傑說那是他早年思想過程中的一個轉變時期。接受很多新事物，對共產黨、對解放後的新政權有了很好的認識。“從那時開始覺得一個人應該為社會作貢獻，要關心集體，為人民服務，這樣一些朦朦朧朧的思想就開始形成了。”而在此之前，出身於詩書之家的崔爾傑的人生理想是好好念書、孝敬父母，做一個正直的人，沒有什麼遠大的理想抱負。

激情飛揚的歲月

在激情飛揚的青春歲月里，崔爾傑還參加了很多的政治活動。1951年社會上開展“三反”“五反”運動，他和同學們加入宣傳大軍，深入基層。後來他們又跟隨“工商業檢查大隊”到工廠、商店檢查偷稅漏稅、投機倒把等不法行為，在鬥爭中接受鍛鍊與考驗。對於崔爾傑的世界觀和人生觀的形成、發展產生了很大影響。

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實際上，深受傳統文化浸潤的崔爾傑從小就非常喜歡文學，當年在一中辦牆報和校刊，寫詩歌、評論，已小有名氣。高中二年級時，華東青年報（上海）聘請他為特約通訊員，高考時報的三個志願全是北大、外交學院的文科專業。要不是受解放後時代新風氣和當時“抗美援朝”的感染和影響，崔爾傑很有可能與航空航天這個他為之付出大量精力和心血的領域失之交臂，而他此後在中國航空領域所做出的一系列成績也就無從談起了。

為了增強新中國的國防力量，1950年和1951年學校兩次動員同學們報名參加軍幹校。崔爾傑至今還記得莊子正老師在歡送參軍同學離校大會上的慷慨陳詞，他勉勵留校的同學們：雖不能“仗劍而立，決勝於千里疆場”，也當發憤讀書、學好本領、報效祖國。在全校這種“為祖國、為人民、發奮學習”的熱潮中，崔爾傑強烈地感覺到國家需要強大的力量來對付外國的侵略，年輕人有責任保衛國家。他毅然決然地放棄了他對文學的興趣愛好，改學工科。正好當時聽說北京新成立了一個航空學院，因為成績優秀，他和另外幾位同學被學校推薦，經考試有四位同學被北航錄取了。由此，崔爾傑開始了長達半個多世紀的航空科研生涯。

在北航的日子裡

創建於1952年的北京航空學院是今日北京航空航天大學的前身。建國伊始，國家把建立新興的航空工業作為發展經濟和鞏固國防的一件重要事情，給予高度重視和大力扶持。與此同時，中央也極為重視航空高等教育事業的建設。1952年，全國高等院校院系調整中，根據周恩來總理要辦專門的航空大學的指示，於同年10月25日，在清華大學航空系和四川大學、北京工業學院（現北京理工大學）航空系合併的基礎上，成立了新中國第一所航空學院－－北京航空學院。建校的第二年，崔爾傑考入該校，學習飛機設計專業。到1956年，為了適應祖國發展航空航天事業的迫切需求，在錢學森、沈元、陸世嘉等老一輩專家學者的倡議和推動下，北航決定成立空氣動力學這個新專業，要從飛機系的設計和工藝專業抽調40名同學。但空氣動力學是一門很艱深的學問，對學生平時的學習基礎和外語水平要求很高。在為北航空氣動力學專業成立50周年所寫的紀念文章《歲月崢嶸真情難忘》里，崔爾傑深情地回憶了當年北航的年輕學子們對這個新專業的激烈競爭：“當時我們這幫年輕氣盛‘不知天高地厚’的年輕人，個個躍躍欲試。記得提出報名申請的很快就達到上百人。”

崔爾傑(照片5)

入學以後崔爾傑對專業非常熱愛，學習熱情很高。他說一方面是本身對科學有興趣，另外就是考慮到國家的需求，因為當時國家航空很落後，需要振興和發展。再加上受到了當時全國“向科學進軍”高潮的鼓舞和一大批學術造詣深厚的教授們教導培育，學業上成長很快。除學好正課以外，他還和同學們一起參加了課外學習小組、研究小組以及學生科技協會的活動。崔爾傑回憶說：記得當時我和幾位同學參加了理論力學小組，學習如何開展科學研究工作。同學們在這樣環境和氣氛中，潛心讀書、搞科研、做學問，並有名師的悉心教導，進步很快。這期間，他還曾接受過教研室下達的一項任務，由老師帶領，幫助北京的一家鋼廠解決生產中遇到的問題。當時北京有些鋼鐵廠的煉鐵爐，在底部周圈同時用四個鼓風機向爐子內吹氣，由於幾個鼓風機間壓力不平衡，使爐子無法正常工作，因此向北航提出要求，希望能幫助解決。老師帶著他們三位同學，深入工廠搞調查研究，聽取工人師傅們的意見，現場分析問題，獲得第一手資料數據，後來他們還真的提出了一個能自動調節，保持風機間壓力均衡的解決問題方案。這次任務，使他又一次生動地體會到：空氣動力學的生命力就在於密切聯繫實際。這種體驗對於他參加工作後的科研活動，一直產生著巨大的影響。

大躍進風潮中

在1958年的大躍進風潮中，北航學校里也開始搞大煉鋼鐵，武光校長和校黨委及時發現問題，停止了土高爐大煉鋼鐵的活動，提出結合專業搞科研。學校開始組織正規的飛機型號研製，“北京一號”、二號、三號、四號……就是在這種情況下紛紛上馬的。“北京一號”以空前的速度很快搞成了，試飛中還飛到了濟南、上海。崔爾傑當時被分配到“北京四號”研究設計室，這是一個要將一架飛機改造成無人駕駛的任務。他和其他幾位老師與同學跟隨張桂聯先生搞總體和氣動設計計算，第一次親身體會到參加型號研製的光榮與使命，留下了終生難忘的記憶。

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由於這種因緣，崔爾傑的畢業論文《無人駕駛飛機起飛著陸時的穩定性》是在張桂聯老師指導下做的，這也是“北京四號”飛機設計中的一個具體課題。這個課題要解決的是飛機近地飛行時，各種氣動參數由於“地面效應”產生隨高度變化的“氣動導數”影響飛行穩定性問題。後來，崔爾傑在當時蘇聯的《套用數學力學》雜誌上，看到蘇聯學者卡緬闊夫的一篇文章《有限區間穩定性分析》，覺得對他論文裡的問題很有用，就向張先生作了匯報，張先生考慮之後，鼓勵崔爾傑把它好好看懂，想想怎樣套用到自己當前的問題上去。張先生的教導，使他進一步體悟到如何聯繫實際深入學習，“學以致用”的道理。“四十年後，1995年開始，他承擔了一項研製地效飛行器的任務，這是一種掠海飛行的飛行器，其研製關鍵技術問題，也是近地飛行的穩定性，有了過去的這一段經歷，解決問題就感到‘得心應手’，容易多了。1998年地效飛行器試飛成功，在試飛典禮上，他感慨萬千，不由自主地想到：四十年後，‘重操舊業’，歷史就是這樣一種永遠也轉不完的‘怪圈’。”崔爾傑如是感慨。

科研工作好時候

在幾十年的科研生涯中，崔爾傑有很多自己切身的體會。理論研究和實際結合，科研工作要面向工程需求是他終身服膺的原則和準則。要獨立思考、工作，不能簡單地跟在別人後面亦步亦趨。而早年在北航期間參加多項型號科研工作，使他很早就學到了如何套用理論知識解決實際工程問題的方法。

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大學畢業後，崔爾傑被分配到航天部北京空氣動力研究所工作。因為航天部門對人員的政治條件要求很高，崔爾傑那時接受了近半年時間的政治審查，不過他情緒還比較穩定，一直在招待所住著，同時還自學了不少新的知識。在他的心中，想著的始終是如何在業務上學得更好，增強為人民服務的本領。

進入到空氣動力研究所之後，令崔爾傑深深受感動的是我國航天事業迅猛發展的大好形勢。當時研究所剛剛正式成立，一批國內最大規模的氣動試驗設備正在動工建設，由全國各地聚集來得技術骨幹、管理幹部和大學生，以巨大熱情和力量，積極投入各項建設和科研工作。每天晚上過了12點，辦公樓里仍是燈火通明，雖然領導一再動員大家回去休息，人們仍遲遲不願放下手中的工作。

回首往事，崔爾傑感嘆自己當時趕上了科研工作的好時候。1956年國家搞第一個中長期科技發展規劃，明確提出要大力發展我國的航空航天事業，1960年以後形勢有很大變化，中央提出向科學進軍。航空航天廣泛吸收各方面人才，參加空氣動力研究所的工作成為崔爾傑科學道路上一個很好的起步。當時正值航天型號發展的初期，錢學森提出要建立空氣彈性專業。時任空氣動力研究所所長的著名空氣動力學家莊逢甘根據錢老指示，讓他負責新成立的空氣彈性專業組。空氣彈性力學研究空氣動力和結構彈性耦合起來的問題，是崔爾傑此前沒有搞過的。但這些並沒有難倒崔爾傑。大學期間，他除了學習本專業的知識外，還選修過黃克累老師的《振動力學》課，參加過高為炳老師的“李亞普諾夫運動穩定性”講座。以前打下的這些基礎，對他後來承擔空氣彈性研究課題有著很大的幫助。

崔爾傑非常感念老一輩科學家和領導給予的機會，對他來講，剛參加工作就遇到這些老一輩科學家把握方向，指明道路很重要。並且他也確確實實交出了令人滿意的答卷。當時他所帶領的空氣彈性專業組和另一個搞強度的研究所合作了將近一年，解決了一系列專業技術和型號研製中的問題。在這期間，由於工作進展快，表現突出，當時才25歲左右的崔爾傑曾先後三次立功受獎。這些，同樣成為了崔爾傑科學道路上的一段重要歷程。

從1960年開始一直到1979年近20年的時間裡，他所作的都是型號方面關鍵技術問題的研究。工程組後來發展壯大，最多時達三十多人。幾十年的科研和工程組管理工作使崔爾傑深切地體會到：科研工作，特別是工程性、套用性的科研，涉及面比較寬，不是一個人能夠解決問題的，一定要學會和別人團結共事，發揮群體力量，共同解決問題。改革開放後，國門大開，崔爾傑於1980-1982年被推薦去美國普林斯頓大學機械與宇航工程系做訪問學者後又受聘擔任客座研究員。繼續從事空氣彈性方面的研究，在國外發表了多篇研究論文，在專業方面取得新進展。

經濟建設服務

從80年代後期至今的20多年時間裡，回響國家大力開展軍轉民科研生產的號召，崔爾傑在完成科研任務之外，將很大一部分精力投向了“軍轉民”的工作當中。在航天航空技術的民用開拓方面，做出了驕人的成績。

崔爾傑(照片8)

在“軍轉民”工作中，崔爾傑積極倡導，將鈍物體空氣動力學、旋渦和渦致振動方面的研究成果用於建築物與工業構築物的風載、風激振動與結構抗風設計，取得了很好的工程效果。同行專家評審認為該項研究“做出了創造性成果，其水平在國內處於領先地位”。期間崔爾傑曾兩次去香港，現場研究解決香港大佛結構抗颱風問題。他指導學生完成的亞運會大型照明燈塔設計，至今已經歷實際考驗完整無損。此外，崔爾傑還承擔國家“七五”重點科技攻關項目中的風力機動力學研究，建立了葉片氣動彈性分析方法，以及考慮塔架柔性的整機動力學模型和解法，在國內首次完成風力機葉片動穩定性風洞模型試驗並提出了建立風力機動力學研究體系的具體建議。

自從1959年英國製造出世界上第一艘氣墊船後，氣墊船技術受到許多國家關注。上世紀80年代，航天部領導決定要利用航天技術優勢，研製開發我國自己的氣墊船，氣墊船被列入當時航天部十大民品和國家首批“火炬計畫”項目，榜上有名。作為項目負責人，崔爾傑承擔了“全墊升氣墊船”研製任務，將力學理論套用於工程設計，解決了多項關鍵技術，開發出多種型號投入國內和跨國航線運行，還首次出口進入國際市場，在國內外產生了重大影響。

除氣墊船這項技術開發取得成功外，崔爾傑感到欣慰的還有他在技術上主持研製的地效飛行器。這項肇始於前蘇聯、利用地面效應原理，貼近水面（或地面）實現高速航行的運載工具，讓崔爾傑看到了光明的套用前景。為此，他和兩院院士、我國殲8飛機總設計師顧誦芬院士一起，找到了原航天部老部長、時任中國科技開發院院長、全國人大教科文衛委員會副主任的李緒鄂，得到他的贊同與支持，在他出面協調與組織下，由原航天部空氣動力研究所、航空部水上飛機研究所和深圳科技開發院三家機構協作成立了地效飛行器開發中心，並任命崔爾傑擔任項目的總工程師。地效中心採取新的管理和運營機制，利用國記憶體量資源，組織國內有關專家一起，在經費不足、條件比較困難的情況下，開始投入研製工作。幾位年過六旬甚至七旬的老專家們牽頭，硬是帶領研製隊伍，從1995年立項到1998年首飛成功，短短3年的時間就實現了飛躍性的突破。1999年6月，TY-1型地效飛行器在浙江湖州舉行了首航儀式，正式投入商業運營。在主持這一項目技術工作中，崔爾傑提出建立“地面效應空氣-流體動力學”的框架構想並對其內容作了充實與發展，成功地解決了高升阻比氣動構形，近地飛行穩定性和動力增沖等一系列關鍵技術問題。至今，第一個型號已在太湖水面運營多年，載運乘客超過30000多人次，受到國內外廣泛關注。英國權威航空刊物“國際飛行雜誌”評論：“中國以該型號而成為地效飛行器的主要發展國之一”；俄羅斯“雌鷂號”大型地效飛行器總設計師和他所率領的代表團認為：在這樣短的時間搞出來，飛得很好，是了不起的成績。近十年來，國外同行的讚譽和不斷前來考察、交流，證明了中國地效飛行器在世界範圍內所處的先進地位和水平。

最近，崔爾傑和他的同事們在策劃研製用於高速海上運輸的大型地效飛行器，爭取該項技術在軍用和民用兩方面都能發揮它的更大的作用。像所有新事物在最初所遭遇到的那樣，人們對它的認識會有一個過程，而且技術上的難題也有待進一步的攻克。崔爾傑不能忘記李緒鄂臨終對他的託付：“咱們搞到現在不容易，我不行了，你一定要堅持下去。”逝者長往矣，但生者還將繼續前行。他們為此而不懈地努力著，儘管碰到很多困難，“但我相信會有實現的一天。”對此崔爾傑很有信心，

科研矢志不移

古人云：人生七十古來稀。在本應安享晚年的時候，74歲的崔爾傑卻依然是非常忙碌，為祖國的航空航天科研事業發揮著熱和力。近幾年，身為國家幾個重大工程項目專家組成員、他頻繁出差外地，為重大專項工程出謀劃策，奉獻自己的力量。

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從1953年進入北航學習到今天，56年的時間裡，崔爾傑從未離開過他熱愛的航天科研領域。他回想起入學後第一年入選留蘇預備生，在北京俄語專修學校留蘇預備部（簡稱俄專）學了九個月的政治和俄語，後因不符合去蘇聯學習航空專業的政治條件而沒去成。當時也曾有人建議他改選食品工業的通心粉專業，俄專也曾提出要他留在學校做老師。熱愛本專業的崔爾傑放棄了留蘇的機會，謝絕了俄專留他任教的美意，重新回到了北航。文化大革命中，他因“只重業務不重政治，引導年輕人走白專道路”，成了批判對象。但一心撲在科研事業上的崔爾傑對此處之淡然，並未受太大影響，仍然積極“抓革命促生產”，好在剛要受批判時，文化大革命的“16條”一公布，他那點“罪名”也就算不上什麼了。

回首科研生涯，崔爾傑感嘆：搞科研要吃得了辛苦、耐得住寂寞、經得起誘惑，外面的世界雖然很精彩，但科研工作的意義和樂趣，非親臨其境是無法體驗的。他回憶起大躍進時期去十三陵勞動和文革中下放膠東軍墾農場的經歷，農民的樸實可愛和生活的艱苦給他留下了深刻的印象。“想想那段經歷，就很容易對生活感到滿足。”儘管那段時間勞動很累很苦，但崔爾傑覺得生活很有意義。

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歷史的機緣和國家的需要使得曾經懷著文學夢想的崔爾傑最終成為了一名航空領域的專家，但愛讀書依然是他多年堅持的習慣。從年輕至今，每晚12點之前，他很少睡眠。崔爾傑讀書很多、興趣廣泛，從小愛讀岳飛的《滿江紅》，尤其景仰岳飛的民族氣節和愛國情懷。

這種對家國摯愛的情感在崔爾傑50多年的科研生涯中，已化作一個又一個技術上的突破和成就。無論何時何地，他考慮的始終是科學和實際需求的結合。如果說純粹基礎科學是興趣驅動使然，以解決認知為目的，對於崔爾傑來說，他終生從事的側重於套用的科學研究，乃是出於國家的任務需求驅動，是為了解決國家的實際問題。

科研情況

發展現狀

一、 空天技術發展歷史與現狀一般認為距地球表面100公里以下的空間為“空”，100公里以上的空間為“天”，但兩者間並沒有絕對的分界線。空天一體化是航空航天技術未來發展的趨勢，是由現代高新技術發展引發的重大變革。

1903年萊特兄弟研製成功世界上第一架帶動力飛機，實現了人類遠久的飛行夢想。20世紀初，環量和升力理論的建立，奠定了低速飛機設計基礎，使重於空氣的飛行器成為現實； 40年代中期至50年代，可壓縮氣體動力學理論的迅速發展，特別是跨聲速面積律的發現和後掠翼新概念的提出，幫助人們突破“音障”，實現了跨聲速和超聲速飛行； 50年代中期研製成功了性能優越的第一代戰鬥機，如美國的F86、F100，蘇聯的Mig15、Mig19等。二次世界大戰期間，軍事航空的需求以及飛彈武器的出現和投入使用，促使人們向更高的速度衝擊。50年代以後，開始了超聲速空氣動力學發展的新時期。 第二代性能更為先進的戰鬥機陸續投入使用，如：美國的F4、F104,蘇聯的Mig21、Mig23,法國的幻影3等。

崔爾傑(照片11)

1957年蘇聯發射了世界上第一顆地球人造衛星，1961年第一艘載人飛船“東方號”升空，被認為是空間時代的開始。60年代以後，蘇聯、美國先後研製成功一系列載人飛船，如：俄羅斯的載人飛船“東方號”、“上升號”和“聯盟號”；美國的“水星號”、“雙子星座號”、“阿波羅號”等。70年代，世界各國出現研製發展空天飛機的熱潮。1981年美國成功發射了世界上第一架太空梭“哥倫比亞號”。俄羅斯也在1988年發射了“暴風雪號”太空梭。航空方面的重點則放在了發展高性能作戰飛機、超聲速客機、垂直短距起落飛機和變後掠翼飛機。70年代以後，第三代高機動性戰鬥機陸續問世，。如美國的F15、F16，蘇聯的Su27、Mig29和法國的幻影2000。

太空梭可重複使用，有效載荷能力強，原構想可以大幅度降低發射成本。但實際使用中發現，太空梭的研製費非常高，每次的發射費用也超出先前預計，而且故障率比較高。2003年，美國“哥倫比亞號”太空梭失事後，美國意識到，未來進入空間、控制空間、進行太空探索、向空間站運送人員和貨物，迫切需要研究和發展新的空天飛行器。

發展計畫

美國早在90年代初期開始執行“國家空天飛機”（NASP）的發展計畫。該計畫自1982年起步，由於在高超聲速馬赫數範圍內，作為動力系統的超燃發動機的技術儲備不足，而在短期內難以突破其技術關鍵，因此不得不於1994年下馬，歷時10餘年，花費30多億美元。此後，NASA（美國航空航天局）開始執行新的HyperX計畫，該計畫有三個主要目標：一是對採用的設計方法進行飛行驗證；二是繼續發展以超燃為動力的飛行器設計工具；三是降低由於氣動力、推進系統、結構/發動機/結構一體化預估不準確可能帶來的風險。1996年開始研製以火箭為動力的空天飛行器X33、X34。由於對新型輕質材料的強度、韌性和防熱性能等研究不足，2001年3月也宣布下馬。

2001年6月，以超燃發動機為動力的空天飛行器X43A首次試飛，在飛行速度達到Ma=1時，由於助推器失控，飛行器脫離B52載機時偏離預定軌道，不得不引爆砸毀。

2004年3月27日，X43A試飛獲得成功，以超燃衝壓發動機為動力的飛行器的可控制飛行速度達到了每小時8000公里（Ma=7），持續飛行8秒鐘，飛行高度達到28000米。X43A還只是一個試驗飛行器，進入實用還有很多問題，例如：超燃發動機的防熱問題。目前，X43A採用的是熱沉式冷卻設計，而進氣道唇口是開式全耗損水冷，這種冷卻技術維持10秒左右的飛行時間還可以，時間長了，冷卻就是一個大問題。此外，如採用更實用的碳氫化合物燃料，點火則比氫要困難得多。進一步提高飛行Ma數也面臨更多難題。

近年來美俄等國在空天技術的研究與探索方面從未停止過。美國在2004年1月宣布的太空新計畫中提出，在2010年前，研製新一代“載人探索飛船”（CEV）。可一次將一組航天員及設備送往太空或月球，使載人飛船的功能得到顯著提升。俄羅斯也在2004年3月公布：正發展稱之為“空間快船”的新一代航天飛船，以取代老的“聯盟號”。它的飛行重量是“聯盟號”的2倍，可以乘載6名航天員，重複使用25次以上。據稱只要研製經費能夠及時到位，五年時間便可建成。

美國國防部還宣布要發展可重複使用的“跨大氣層空天飛行器”，認為它將成為未來最重要的新型空天飛行作戰平台，可以為21世紀的空天運輸和攻防對抗提供非常有價值的能力。它與目前正在使用的飛船和太空梭相比有很大不同，在發射成本、可維護性、重複使用、飛行性能等諸多方面具有突出優點。它能以低價格、高可靠性代替運載火箭發射衛星，代替飛船或太空梭進行天地往返，運送人員和貨物；在軍用方面，能迅速機動地進入太空空間，在兩小時內實現“全球到達”，完成偵察、作戰任務，還能作為各種天基作戰武器的發射平台，也可長期在軌運行，執行空間預警和作戰指揮。

此外，美、俄和歐洲在空間探測和空間站建設方面也開展了大量工作。空間探測除探月外還發射了一系列行星探測器，飛往火星、金星、土星、木星等。自1962年蘇聯發射“火星1號”探測器以來，人類已向火星發射了30多個探測器，2/3失敗。 2003年6月到7月，美國先後發射“勇氣號”和“機遇號”火星車，歷經半年時間，於2004年1月在火星成功著陸，現已陸續將大量極其珍貴的信息傳送回地球。在空間站建設方面，美俄日加等16個國家共同建設的國際空間站，由6個實驗艙、1個居住艙、3個節點艙、平衡系統、供電系統、服務系統和運輸系統等組成，其總重量為500噸，可容納7~15名太空人同時在太空工作。該工作開始於1998年，預計投資500億美元，工作壽命15年以上。原計畫2006年建成，現在看來進度將會拖延。

重要意義

二、 空天技術的重要意義與作用在國家綜合國力的構成要素中，航空航天技術占據著非常重要的地位，是國家實力和科技水平的象徵。縱觀近年來發生的多次局部戰爭，無一不是從空中打擊開始的。除陸地、海洋外，來自空天的攻擊將成為對國家安全最嚴重的威脅。

以伊拉克戰爭為例，2003年美英等國聯軍出動各種飛機18000架，並首次動用了先進的F/A18E/F戰機。充分利用空天地一體化信息系統的強大支持，空中作戰武器平台的信息化程度比以前任何一次戰爭都高，共投下近3萬枚炸彈，其中68% 是制導炸彈和飛彈。由於掌握了絕對的空天優勢，結果用了不到四周時間、死亡僅115人的代價，就推翻了薩達姆政權，充分展示了空天優勢在現代化戰爭中的作用。

空天優勢是未來高技術戰爭條件下贏得勝利的戰略制高點。美國總統甘迺迪早在20世紀60年代就說過：“誰控制了空間，誰就控制了地球。” 1998年美航天司令部公布的《2020構想》，1999年公布的《美國防部最新航天政策》中都提出要“發展控制空間的能力”。未來20年，大力發展空天技術，提高“進入空間、利用空間、控制空間”的能力，將成為確保國家安全和國際地位最具重要意義的問題。

空天技術的發展對國民經濟和社會進步有極為重要的作用，它的發展大大提高了人民的生活質量。以民用航空的發展為例：從20世紀60年代起，隨著150座以上噴氣客機的出現，航空運輸在人類交通運輸業中成為重要的交通工具。世界航空客運今後每10年將增長1.6萬億人公里，貨運周轉量平均年增長率將達到5%～7%。到2020年，世界航空客運量估計將達到6.4萬億人公里。2001－2020年，全世界航空公司大型噴氣飛機總需求量將超過1. 8萬架，總價值將超過1. 4萬億美元。 我國是世界上民航運輸增長最快的地區之一。1999年全國民航年運輸總周轉量和旅客周轉量已經上升為世界第9位和第6位。2003年，全國126個通航機場，飛機起降210多萬架次，旅客吞吐量為17000萬人次，貨郵吞吐量520萬噸。空運又是現有運輸方式中最安全的。2003年全球共發生空難162起，死亡1204人，達到1945年以來的最低值。其中商務運營中發生事故25起，死亡677人。

廣泛享用

航天技術與國民經濟、社會發展和人民生活也有極其密切的關係，人們正廣泛享用著航天技術的成果，如：衛星廣播通信、氣象觀測預報、衛星導航定位、地球資源普查、生物育種、材料製備、醫藥合成等。以氣象衛星為例，世界上現在有幾十顆氣象衛星，已構成全球觀測網，120個國家建立了氣象衛星數據接收利用服務站，晝夜不停地對大氣環境變化進行觀測預報，及時準確地對颱風、暴雨、洪澇、乾旱等自然災害作出預報，大大減少了人員傷亡和財產損失。1988年以來我國已發射了“風雲”系列氣象衛星7顆，衛星數據已在我國天氣預報、氣象研究、農業規劃、災害監測等方面發揮了重要作用。航天育種是空天技術又一重要套用領域，利用太空環境高真空、高潔淨、微重力、多種宇宙射線、重離子和交變磁場等特點，進行誘變育種，引起株型、穗型、果型異變，大幅度提高產量，顯示了非常誘人的前景。

迫切需要

三、 空天技術的未來展望進入21世紀後，世界各先進國家更加重視空天技術的發展。可以預料，今後十年或更長一些時間（2020年以前），航空航天技術必將有更大發展。正在研製和有可能進入型號研製的航空航天飛行器主要有：高機動性作戰飛機、可重複使用的高超聲速空天飛行器、大型高速民航機和軍用運輸機、新一代戰略戰術作戰武器、軍/民用衛星、空間實驗室、無人偵察作戰飛機、武裝直升機、地效飛行器、微型飛行器、智慧型控制可變形體飛行器和雷射、動能等新概念武器等。

“天翼1號”根據預測，在未來的十年中， 航空方面，由於空氣動力學的發展，飛機的阻力將下降15%~20%,由於材料和設計技術的進步，飛機的結構重量將下降20%,由於元器件可靠性提高和製造工藝的改進，飛機的事故率將下降80%。新一代軍用飛機將具有超音速巡航、過失速機動、短距起降、隱身等能力，配備更先進的電子武器系統，作戰能力比現有飛機提高10倍；民用飛機將向更大、更快、更安全、更經濟、對環境污染更小的方向發展。500~1000座的民航機可望投入使用。航天方面，包括運載火箭、衛星、可重複使用跨大氣層飛行器和空間作戰飛行器等在內的航天運輸系統，將沿著高速、高機動、高可靠性、高隱形、精確打擊、實時按需發射、可靠進入空間、迅速部署、擴展和維護、經濟廉價、功能強、可重複使用等方向發展；控制空間將成為未來高技術戰爭條件下的戰略制高點。要控制空間首先必須能進入空間，因此，發展進入空間的運載手段成為一項緊迫任務；遠程、大縱深、精確打擊將成為進攻力量的主體；建立全方位、多層次、靈活機動、快速反應的空天防禦體系成為迫切需要。

高度重視

四、 面對挑戰的我國空天技術20世紀50年代新中國剛剛成立不久，航空航天事業的發展就受到黨和國家的高度重視。1956年制定的《科技發展遠景規劃綱要》，把火箭與推進技術列入七個重點項目之一。50多年來，我國的航空航天事業飛速發展，獲得巨大成就。航空方面，1954年試製成功第一架飛機初教5），1956年國產殲5噴氣飛機首飛成功，1960年我國自行研製成功強5飛機，1984年，我國自行研製的殲8飛機首飛成功。近年來，我國又自行研製成功殲10飛機，其戰術技術性能已達到國外正在服役的第三代殲擊機的水平。

圓滿成功

航天方面，1960年中國自己製造的彈道飛彈發射成功，開始了中國航天的新時代。1965年11月DF1中近程彈道飛彈研製成功，1966年12月我國自行研製的DF2中飛彈試飛成功，1970年成功發射我國第一顆人造地球衛星。1970年4月“長征1號”運載火箭發射成功，到80年代中期已初步形成系列化。 經過40年的努？Γ?嗉萄兄瞥曬Χ嘀衷嗽鞀鵂??⑸淞私?匚佬恰⒌厙蟯?健⑻?敉?健⒃厝朔紗?？70多顆太空飛行器。1990年開始進入國際商業衛星發射市場，成功發射了20多顆國外衛星。中國航天取得了令人矚目的成就。1992年開始發展我國載人航天，並確定載人航天應當從載人飛船起步。

1992年9月中國載人飛船工程被批准立項並開始實施。歷經七年的論證、研究、設計、建造、試驗後，1999年11月20日，“神舟1號”飛船發射升空，在太空正常運行1天后，準確著陸在預定區域。 “神舟1號”至“神舟4號”飛船的飛行試驗，積累了大量實際經驗，為載人飛行奠定了基礎。2003年10月15日“神舟5號”發射成功（圖26），我國首次實現載人航天飛行。2003年10月16日“神舟5號”勝利返回地面，首次載人航天飛行獲得圓滿成功。

此外，2000年，我國建成了由兩顆衛星組成的區域性的“北斗”導航試驗衛星系統。2003年5月26日，我國又在西昌衛星發射中心成功將第三顆“北斗1號”導航定位衛星送上太空，標誌著我國已成功建立了自主的衛星導航系統－－第一代“北斗”衛星導航定位系統。

在空間探測方面，我國與歐洲航天局合作的“雙星計畫”，利用兩顆軌道相互交叉的衛星進行大範圍的磁層空間同步探測。雙星將與歐洲航天局發射的“團星Ⅱ”四顆衛星一起，形成人類第一次從太陽到地球空間的6點立體探測體系。這是我國與歐洲航天局合作的第一個科學探測衛星項目，也是我國航天史上第一個真正意義的空間探測計畫。

未來發展

關於我國航天的未來發展，國家航天局公布的《中國航天白皮書》宣布：今後10年或稍後一些時期，我國將大力發展能夠長期穩定運行的對地觀測衛星體系；建立自主經營的衛星廣播通信系統、導航定位衛星系統；建立新型科學探測與技術試驗衛星體系；進一步發展載人航天技術、空間實驗室、月球探測及深空探測技術、載人航天和天地往返運輸系統、天/地一體化信息系統。軍用航天（各類偵察、通信、導航衛星和其他太空飛行器）、空天作戰武器等在重大需求推動下也必將有很大發展。

2003年3月1日，中國國家航天局宣布啟動月球探測計畫，定名為“嫦娥工程”。經過半個世紀在航天技術方面的努力，我國實施該計畫的時機和條件已經成熟，探月的路徑已經確定，一些關鍵技術也有突破。預計兩年內，我國將發射繞月球飛行的月球探測衛星。

可重複使用的太空飛行器，由於在發射費用、發射準備周期、有效裝載能力和運營效益等方面的優越性，而受到世界各國的廣泛關注。我國在這一領域也正在積極開展研究工作。

未來空天飛行器平台的顯著特點是多採用具有大升阻比的升力體構型。其結構是超輕質、高強和功能/結構一體化的，具有最先進的高超聲速動力系統、結構防熱系統、控制系統和安全保障系統。這類飛行器所具有的複雜外形和飛行環境引起一系列極為複雜的流動現象，如：激波，分離，漩渦，湍流，化學反應和電漿流動，力、熱、光、電磁多場耦合等；它們獨特的服役條件和特定的作戰使命要求，引出一類對現有科學知識具有挑戰性的新的課題，如：強－短時載荷的耦合效應、高應變率－高溫升率與結構間的非平衡耦合效應、智慧型材料與結構、智慧型自主控制技術、微流體力學和微系統動力學等。

努力奮鬥

21世紀前50年，空天技術的發展將非常類似20世紀前半葉航空的發展。今後若干年內，在強大的空/天/地一體化信息系統的支持下，戰爭將是全方位、大縱深、立體化的，一改過去傳統的單一武器獨立作戰模式，變成海、陸、空、天、電五位一體，進攻與防禦間的體系對抗。從空中（空間）作戰支援發展到空中（空間）格鬥以及從空中（空間）向地面實施遠距離精確打擊，將逐步成為具有戰略意義的行為。這些都對空天技術發展提出了多方面嚴格要求。

航空航天技術是涉及多種學科的高技術領域，空天飛行器研製中面臨的基礎性的關鍵技術問題也是多方面的，我們現有的科學技術基礎尚不足以圓滿解決所面臨的各種複雜而困難的問題。大力加強基礎理論研究，不斷改進和提高地面模擬實驗、數值計算以及理論分析能力，仍然是十分迫切的任務。在這裡，我們要特彆強調基礎研究和工程套用有機結合和協調發展的重要性。航空航天工業作為高技術產業，基礎研究更應先行一步。

要“以人為本”，鼓勵創新，大力營造鼓勵創新的主客觀條件與寬鬆環境，積極培養大批優秀的年輕航天科技人才。繼承和發揚“兩彈一星”和“載人航天”精神，為加速發展我國航空航天事業而努力奮鬥。

論文著作

《智慧型微型飛行器－－從仿生學得到啟示》

智慧型變形飛行器的發展道路

中國風工程研究近況

航天技術二次套用範例（三十二）

近年來我國風工程研究的進展

近年來我國風工程研究的進展

工業流體力學研究現狀與展望

新一代航空航天飛行器研製中的實驗空氣動力學問題

中國航空航天發展中的幾項重要空氣動力學課題