Er brachte den "Himmel" auf die Erde und "sprengte" einen neuen Weg für chinesische Windkanäle

„Ich glaube, das Land ist so arm, dass man da so viel Geld ausgeben kann. Um diese Art von Arbeit machen zu können, muss man in der Lage sein, Geld zu sparen“, sagte der 96-jährige Yu Hongru.

Als theoretischer Begründer der „detonationsgetriebenen Hochenthalpie-Stoßwellen-Windkanaltechnologie“ meines Landes widmet sich Yu Hongru diesem Thema seit mehr als 50 Jahren und hat einen neuen Weg für die Windkanalforschung meines Landes „gebahnt“. Heute, wo sich sein beschwerliches und außergewöhnliches Leben vor einem halben Jahrhundert Bild für Bild entfaltet und die Menschen davon bewegt sind, dass er „das tut, was andere nicht wagen und was andere nicht tun können“, sagte er: „Ich habe nur ein wenig geholfen.“

Den Himmel auf die Erde bringen

Jede Windkanalgeneration bedeutet jede Flugzeuggeneration.

Der Windkanal ist die zuverlässigste experimentelle Methode für die Forschung an Luft- und Raumfahrzeugen. Hyperschall-Windkanäle erzeugen und steuern künstlich Hochgeschwindigkeits-Luftströme, simulieren den Gasstrom um ein Flugzeug und ermitteln die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs, was dem künstlichen Aufbau eines „fliegenden Himmels“ auf dem Boden entspricht. Modelle der wichtigsten Waffen des Landes, wie etwa die Raumschiffserie Shenzhou und die Raketenserie Dongfeng, wurden allesamt in Windkanälen getestet.

JF12 simuliert Hyperschallflugbedingungen in einem Stoßwellen-Windkanal

In der ersten Hälfte des Jahres 2023 wurde der Hyperschall-Windkanal JF-22 meines Landes offiziell zugelassen. Als Wiege einer neuen Flugzeuggeneration kann der Hyperschall-Windkanal J-22 Flugbedingungen in Höhen von 40 bis 90 Kilometern reproduzieren, was etwa der 30-fachen Schallgeschwindigkeit entspricht.

Auch im Aerospace Experiment Center der Qian Xuesen Experimental Base in Huairou, Peking, gibt es einen „Vorgänger“ – den „Shock Wave Wind Tunnel for Reproducing Hypersonic Flight Conditions“, den JF-12 Reproduction Wind Tunnel. Die JF-12 kann Hyperschallflugbedingungen in einer Höhe von 25 bis 40 Kilometern und mit der fünf- bis neunfachen Schallgeschwindigkeit reproduzieren. Man kann sagen, dass die Entwicklung des Ultrahochgeschwindigkeits-Windkanals JF-22 untrennbar mit den Erfahrungen verbunden ist, die mit dem Nachbau-Windkanal JF-12 gesammelt wurden. Durch die Entstehung dieser beiden Windkanäle ist mein Land zudem das einzige Land im Bereich der Hyperschalltechnologie, das über die experimentelle Fähigkeit verfügt, den gesamten „Flugkorridor“ abzudecken.

Der Erfolg der Windkanalreproduktion des J-12 war auf die Anwendung der Detonationsantriebstheorie und -technologie von Yu Hongru zurückzuführen. Auf diesem Weg betrachtete er sich als ein von Guo Yonghuai gelegtes „Ersatzteil“, doch während er sich auf seine Arbeit konzentrierte, wurde er zu einem „seltsamen Teil“ in der Windkanalindustrie meines Landes.

Mit weniger mehr erreichen

Im Jahr 1956, nach der Gründung des Instituts für Mechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, schrieb Qian Xuesen persönlich einen Brief an Guo Yonghuai, der sich noch in den Vereinigten Staaten aufhielt: „Das Institut für Mechanik wurde gegründet. Bitte kommen Sie so bald wie möglich zurück. Es gibt viele wichtige Dinge, die Sie erledigen müssen.“

Bevor Guo Yonghuai nach China zurückkehrte, hatten Qian Xuesen und Qian Weichang in seinem Namen bereits fünf Doktoranden in Strömungsmechanik und physikalischer Mechanik rekrutiert. Yu Hongru ist einer von ihnen. „Herr Guo gab mir eine Anweisung: Ich sollte Stoßwellenrohrtechnologie entwickeln und Stoßwellenwindkanäle herstellen.“

Anfang 1958 gründete das Institut für Mechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine Stoßrohrgruppe und Yu Hongru wurde von Guo Yonghuai zum Gruppenleiter ernannt. Damals war er ein Doktorand, der erst seit weniger als 10 Monaten am Institut war. Yu Hongru verspürte großen Druck, als er diese wichtige Aufgabe zum ersten Mal übernahm. Einfach ausgedrückt: Die Kosten für den Bau von Windkanälen sind international hoch, die Prozessanforderungen sind hoch und es sind große Kapitalinvestitionen erforderlich. Aber das größte Problem für Yu Hongru ist: kein Geld!

Yu Hongru machte in den 1960er Jahren während der Durchführung eines Experiments ein Foto.

„Die Finanzierung war äußerst begrenzt und es war unmöglich, über die fortschrittlichen Instrumente und die technische Ausrüstung zu verfügen, die in ausländischen Kooperationspartnern zum Einsatz kamen.“ Yu Hongru erinnerte sich einige Jahre später. Das bedeutet, dass Nachahmung keine Option ist. Was sollen wir tun? Das Wichtigste in der wissenschaftlichen Forschung sind Menschen und Innovation, nicht Geld. Mit Innovation kann man, egal wie arm man ist, seine eigenen Methoden nutzen, um weltweit einzigartige Arbeit zu leisten. Ohne Innovation bleiben alle Fälschungen, egal wie viel Geld man hat und wie viele fortschrittliche Technologien man aus dem Ausland kopiert, und man wird keine wirklich wertvollen wissenschaftlichen Ergebnisse erzielen können.

Um Geld zu sparen, entschied sich Yu Hongru für Verbesserungen auf Basis der Stoßrohrmethode, die durch die Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben wird. Bei dieser Methode besteht eine hohe Unfallrate, die Leistung ist instabil und sie wird international nicht anerkannt. Aber zu diesem Zeitpunkt hatte Yu Hongru keine bessere Wahl. Guo Yonghuai äußerte nur eine Forderung: Unfälle mit Personenschäden zu verhindern.

„Später hatten wir viele Unfälle. Der schlimmste war, als das Laborgebäude in die Luft gesprengt wurde. Es spielt keine Rolle, ob das Haus in die Luft gesprengt wurde. Wir werden es sofort nach der Explosion für Sie reparieren“, sagte Yu Hongru.

Auf diese Weise nahm der „Detonationsantrieb“ unter dem Lärm der Explosionen allmählich Gestalt an.

Im Jahr 1958 entwickelte Yu Hongru erfolgreich die erste Generation von Stoßdämpferrohren in meinem Land. In den 1960er Jahren entwickelten sie erfolgreich den durchgehenden Stoßdämpfertunnel JF4, den Reflexionsstoßdämpfertunnel JF4A und den Stoßdämpfertunnel JF8. In den 1990er Jahren bauten sie den Wasserstoff-Sauerstoff-Detonations-Hochenthalpie-Stoßdämpfertunnel (JF10), den weltweit ersten erfolgreich betriebenen Detonations-Stoßdämpfertunnel, und legten damit eine solide Grundlage für die Forschung zu Hyperschall-Windkanälen in meinem Land.

In den 1970er Jahren wurde in der internationalen Windkanalforschung überwiegend Edelstahl für Düsen verwendet. „Eine Düse kostet Hunderttausende oder sogar Millionen Yuan“, meinte Yu Hongru, „das könne er sich nicht leisten.“ Nach mehreren Forschungsrunden verbesserte er die Düse durch Gusseisen und die Kosten konnten auf Zehntausende Yuan gesenkt werden. Zuvor hatte er bei der Installation des Stoßwellen-Windkanals JF8 alles versucht, um stillgelegte Geräte zu verwenden, und eine günstige und zuverlässige Fabrik gefunden. Für die Fertigstellung der Aufgabe mussten ihm lediglich 80.000 Yuan Bearbeitungsgebühren entstehen. Danach weist JF-12 nicht nur vergleichbare Vorteile bei den Indikatoren auf, sondern seine Testkosten sind auch viel niedriger als bei vergleichbaren internationalen Windkanälen.

In den letzten Jahrzehnten ist es für Yu Hongru zur Selbstverständlichkeit geworden, „mit weniger Geld Großes zu erreichen“. Seiner Meinung nach müsse „auch wenn das Land jetzt Geld habe, es müsse gespart werden“, schließlich sei „das Land so groß und müsse alles tun“.

Yu Hongru bei der Arbeit

Pflastersteine, die nicht untätig bleiben können

„Die wissenschaftliche Sache des Landes braucht uns als Sprungbrett.“ Dies war Guo Yonghuais Lehre an Yu Hongru und er behielt sie immer im Hinterkopf.

Als er die Siebziger erreichte, setzte sich Yu Hongru zwei Einschränkungen: Er wollte nicht mit den jüngeren und tatkräftigeren Leuten um Projekte konkurrieren, die für sie geeignet waren und die sie besonders gerne durchführen wollten; Versuchen Sie, so wenig Ressourcen wie möglich zu verwenden und wählen Sie Projekte mit höheren Risiken.

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts war die Entwicklung hyperschallschneller Scramjet-Triebwerke weltweit äußerst enthusiastisch. Aufgrund der Anforderungen der großen wissenschaftlichen und technologischen Forschung und Entwicklung des Landes widmete sich Yu Hongru aktiv der Erforschung von Hyperschallproblemen und legte der Chinesischen Akademie der Wissenschaften im Jahr 2006 offiziell den Vorschlag vor, einen Pulswindkanal zu bauen, der Hyperschallflugbedingungen reproduzieren könnte. Zwei Jahre später wurde das Projekt „JF-12“ mit Langzeittest des detonationsgetriebenen Stoßdämpfertunnels offiziell gestartet und Yu Hongru beteiligte sich erneut an der „Schlacht“, indem er diese Reise mit seinen technischen Ideen erhellte. Doch als der Stoßwellen-Windkanal JF-12 2016 den zweiten Preis des National Technological Invention Award gewann, ergriff er die Initiative und setzte seinen Namen ans Ende, um mehr jungen Menschen die Möglichkeit zu geben, sich zu engagieren.

„Unsere Generation hat den Windkanal gebaut und eine Bühne aufgebaut. Ob die Show in Zukunft gut aufgeführt werden kann, wird von den jungen Leuten abhängen“, sagte Yu Hongru. Doch auch heute noch steht er den Jüngeren mit Rat und Tat zur Seite, wenn sie mit Fragen zu ihm kommen. Er ist ein Pflasterstein, der niemals untätig herumliegt.