知名人物 刘兴洲人物简介

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知名人物 刘兴洲人物简介

·刘兴洲



刘兴洲,中国工程院院士,导弹空气喷气发动机专家,中国导弹空气喷气发动机技术的开拓者之一。50年代起从事冲压喷气发动机型号研制工作,在两种低空超音速冲压喷气发动机型号研制技术上做出了贡献,该项研制工作于1987年荣获国家科技进步一等奖。曾作为发动机技术负责人领导了超燃冲压发动机试验研究、整体式冲压发动机预先研究,微型涡扇发动机研仿与仿制工作,都取得显著的科研成果。在导弹与航天空气喷气推进领域作出了重要贡献。



刘兴洲,1933年3月17日出生于天津市,他出身于知识分子家庭,父亲要求子女认真读书,积极上进,对他刻苦攻读、严谨治学有深刻的影响。

他在天津沦陷区读的小学,学校强迫学生学日语,搞勤劳奉事,大一点的孩子都要去做劳工,日本兵在街上横冲直撞,欺压中国老百姓。他看在眼里,恨在心上,盼望祖国强大,赶走日本兵的日子早日到来。

他进入中学特别勤奋好学,在全班经常保持前列,有一学期学习成绩平均分列全校第一,还得到专门的奖学金。他经常带着一个大笔记本,将学习中的见闻随时记下来,看到一道有兴趣的题,马上记下来去做,看到生动的形象,就画下来,他颇有心计,重视学习知识积累,他给自己的笔记本起个“四通八达”的雅号,意思是博采众家之长,做到四通八达。一次他的“四通八达”不见了,后来被一高年级同学拣到了,给他送回来,还在他本子里写了热情鼓励的赠言。

高中毕业后,有了报考高校,选择专业的机会,为了实现他的造飞机梦,毫不犹豫地选择了清华大学航空学院的报考志愿。报考理工科有一门课他没有学过,准备在高考中放弃这门课的考分。但在高考前三天,突然灵机一动,他想自己补上这门课,于是找来书,自学三天,掌握书中的基本概念,果然灵验,高考中这门课过关了,从这事情中,他意识到“三天”有多大分量,后来,对自己不熟悉的事,就采取“三天”的办法,去搞清基本概念,打开一扇知识的窗子。

刘兴洲回顾大学生活,觉得大学生活是丰富多彩的,他感到老师的亲切教诲、言传身教最为难忘,为学生们打开一扇扇的知识窗口,奠定了学生们的专业基础。他感到学校更重要的是教育学生们如何做人,明白了一个人活着的价值,在于要为祖国为人民有所作为,作一个对社会有用的人,对事业追求是为了对人民的奉献,他觉得他找到了自己的精神支柱。

投身冲压发动机早期发展



刘兴洲于1956年北京航空学院毕业后,被选派去北京俄语学院留苏预备部学习,准备到苏联留学,因他所学专业,对方不予接纳,1957年就被分配到国防部五院工作。他参加工作后,首先见到的领导是梁守槃教授,梁教授告诉他们,中国要发展冲压发动机,它是超音速导弹的主要动力,在我国还是空白,进行这一工作,首先要搞试验设备。梁教授分配他和另一同志筹建设备,要求做计算、设计绘图。这是他头一次接触冲压发动机问题,感到自己知之不多,必须下决心学习弄懂,于是他把有关的书弄到手,经过一段自学,他从不懂到逐步掌握,后来还可以在专业上带领新同志一齐干。钱学森教授说:“冲压发动机是个好发动机,但是个复杂的高级发动机”,他对这种又好又高级的发动机开始感兴趣了,这时他才逐渐体会了一句话:“真正的专业是在工作中形成的”。

1958年秋天刘兴洲参与并组织了某防空导弹冲压发动机的初步论证工作。在设计方案讨论会上,作战处长的一席话给他留下深刻的印象,作战处长说:“抗美援朝的烽火,我们记忆犹新,我们这样大的国家靠别人保卫是不可能的,谁也不会把最先进的东西给我们,我们必须自力更生,建设自己的强大国防。我们一定要迅速改变我国军事装备落后的局面,实现国防现代化,保卫华北,保卫首都,保卫全中国。”对刘兴洲来说,他始终牢记自力更生建设自己的强大国防的信念,激发起他对航天事业的无比热爱,从此成为他献身航天事业的坚强动力。

1959年至1961年他投身我国第一座空气喷气发动机试验室建设工作,他参与冲压发动机试车台设计工作,后来还负责涡轮泵试验室设备设计和建设,正当设计工作紧张进行时,赫鲁晓夫撤走了指导设计的苏联专家,刘兴洲与他一起工作的技术人员响应了党中央“自力更生、发奋图强”的号召,挑起了设计与建设的重担,依靠我们自己的力量建设起我国第一座现代化的空气喷气发动机试验室。仅空气喷气发动机高空试车台就修建了三座。1979年美国著名冲压发动机公司高级专家来中国访问时,他原想给31所讲讲冲压发动机概论,当请他参观我们空气喷气发动机试验室后,他觉得原先准备的讲稿已拿不出来了,他没有想到中国对冲压发动机的研究已经有了这样的规模和成就,他风趣地说:“下次该邀请你们到美国去报告了”。

1961年至1965年国防部五院将刘兴洲派往苏联莫斯科茹科夫斯基空军航空学院学习,在该学院发动机教研室作研究生,从师于苏联功勋科学家取得副博士学位。在读研究生期间就开始研究超燃冲压发动机技术问题,他的副博士论文题目是《在超音速气流中的燃油传播》。

冲压发动机技术带头人之一



刘兴洲于1965年回国后,即投入我国冲压发动机研制工作,先后担任CF-06冲压发动机主任设计师和C301导弹副总设计师,直接参加并主持了CF-06冲压发动机的研制工作,参加了设计与试验方案的制定和实施,解决了发动机低温启动问题,预燃室和主燃烧室工作匹配问题,富油燃烧振荡问题,提高燃烧效率、排除火焰稳定器烧蚀故障、解决发动机快速启动问题等。经过努力,CF-06冲压发动机性能达到并超过了当时型号规定的要求。

1975年他组织领导了装有CF-06冲压发动机的C301导弹全弹地面试车,解决了发动机进气管路和涡轮泵进气管路的压力与温度同步匹配等问题,使弹道参数模拟达到较高水平,保证了全弹试车成功,为导弹飞行试验铺平道路。

1979年在C301导弹两次发射试验后,准备第三次飞行仍考查助推级工作,冲压发动机暂不参加工作,这时,刘兴洲等同志向领导提出了冲压发动机延迟点火,参加本次飞行试验的建议,即在助推器分离,助推弹试验考核任务完成以后,冲压发动机再点火工作,这样飞行试验可提前考核冲压发动机工作性能,一次飞行试验达到两项试验考核目的。领导采纳了这个冲压发动机延迟点火的建议。

1979年7月26日,C301导弹发射的时刻到了,一颗红色信号弹划破长空,一声令下,只见C301导弹如一支利箭,直射前方,“咔”的一声,导弹突破音障,进行超音速飞行,此时4个助推器呈十字形分离,“轰”的一声,冲压发动机点火启动工作,在场人员眼睛紧紧跟踪着导弹,转瞬间凭肉眼已看不到了。参加试验工作的同志们迫不及待地去看遥测记录,一人拿着一幅遥测胶卷紧张地判读着,“左右发动机同时点火”,“发动机压力平稳”,“左右发动机推力一致!”刘兴洲心中感到一块石头落了地,冲压发动机延迟点火成功了,发动机工作成功了。

这项飞行试验取得的科研成果CF-06冲压发动机延迟点火试验获得1981年国防科委重大科技成果奖二等奖。

1985年组织了对CF-06冲压发动机研制工作的专家技术鉴定,鉴定认为:CF-06冲压发动机是我国低空超音速冲压发动机的第一个研制成果。研制高度300米,马赫数为2.0的冲压发动机系列为世界首创,某些技术如发动机低空超音速大负荷工作,在大的尾喷管喉道相对面积(0.8)情况下实现正常飞行,在地面做沿弹道连续变化的动态模拟联合动力试验等具有世界先进水平”。他主持的CF-06冲压发动机研制获1986年航天部科技进步一等奖。包括CF-06冲压发动机在内的低空超音速系列冲压发动机技术研究成果获得1987年国家科技进步奖一等奖。1980~1986年,刘兴洲参加并主持了大尺寸CF-03D冲压发动机研制工作,解决了研制中出现的火焰筒烧蚀故障、定点工作的快速启动问题,发动机和涡轮泵、调节器联合工作启动问题。发动机研制结果表明,CF-03D冲压发动机在单位迎面推力、燃烧效率、比冲等技术指标上均达到同类型发动机较高水平。使用CF-03D冲压发动机装备的C301导弹于1986年首次进行飞行试验。

飞行试验结果表明:左右两台冲压发动机同时点火,发动机工作平稳,经过9秒钟的加速飞行,就转入预定的超音速马赫数2的巡航飞行,按预定弹道飞完了全程。

他主持研制的CF-03D直径540毫米低空超音速冲压发动机技术研究,获得1988年航天部科技进步一等奖。

1986年人事部授予刘兴洲为国家级有突出贡献的中青年专家称号。

研究新型冲压发动机技术领导者



为了新型整体式冲压发动机燃烧室设计需要,在他主持下进行了突扩燃烧室燃烧组织和燃烧室流场的预先研究,做了大量的试验研究工作,获得了很多有价值的研究成果。他组织了对整体式冲压发动机突扩燃烧室流场的系统研究,他先后带领8名研究生在这方面作了深入研究,在双股同轴中心旋转进气突扩燃烧室研究中,发现了旋流室和主燃烧室回流区的嵌套结构,在侧面突扩燃烧室流场研究中,利用示踪粒子流场显示方法,得到了流场结构清晰图像,并首次发现在突扩面下游形成螺旋状涡对。这些研究对分析燃烧室工作有重要意义。

他参加领导机弹一体化冲压发动机突扩燃烧室研究工作,提出了燃烧室方案的构想,参与设计和试验方案的确定,分析了采用突扩燃烧室分流方案,有效抑制了发动机气流振荡,提高了燃烧效率,扩大了发动机工作范围。在对突扩燃烧室流场结构研究中证实,分流方案的二次流的加入,抑制了燃烧室主气流的旋涡不稳定,消除了气流振荡源,为设计提供了依据。

机弹一体化冲压发动机燃烧室设计研究课题,获得1994年航天总公司科技进步二等奖。

刘兴洲十分关心我国第一座发动机高空试车台(CS-01台)的设备改造和技术更新工作,重视航空发动机厂所同志反映该试车台进行航空发动机试验时进气流场不均匀的意见,积极组织试车台技术人员对此难题技术攻关。改进试车台进气装置,对发动机进气整流段重新设计,使进口压力场不均匀度达到0.4%~0.8%,温度场不均匀度达到0.2%~1.5%,满足了试车台用户的需要。CS-01台发动机进气装置研究获1990年航天部科技进步奖二等奖。

刘兴洲主持改造了CS-01试车台测量控制系统,全面更新了试车台落后的测量控制系统,达到了国际先进水平。CS-01试车台测量控制系统研究1996年获航天总公司科技进步一等奖。由于该高空试车台及时得到技术改造。近年得已承担起多种航天航空型号发动机研试任务。

1987年至1997年期间刘兴洲作为863航天技术领域专家委员会委员和大型运载火箭和天地往返运输系统专家组的成员,参加了概念论证工作、参与由863-204专家组编写的《大型运载火箭和天地往返运输系统可行性论证报告》。经过调查研究和广泛的论证工作,根据我国实际情况,提出了我国以载人飞船起步,以空天飞机为发展方向,模块式地发展我国大型运载火箭和天地往返运输系统。1998年,在他的倡议下,向有关领导提出了发展高超音速技术的建议,提出了发展高超音速技术应从小型飞行器突破,逐步向大型飞行器发展,从一次使用到重复使用;从无人飞行器到有人驾驶飞行器;从较低高超音速向较高高超音速发展的思路。

在刘兴洲主持下开展了超音速燃烧的研究,60年代他在苏联留学期间曾进行超音速燃烧的研究,80年代在国内率先进行了这项研究工作,研究中采用了不同喷射方式,不同燃烧室长度、使用氢燃料和煤油燃料,通过试验初步掌握了超燃的规律。试验研究成果《超音速燃烧实验研究》已在《推进技术》期刊发表。有关文章并在第12届国际喷气发动机会议发表,他并担任该会议冲压发动机分会主席。

发展微型涡扇发动机技术功臣



早在80年代初刘兴洲就领导着微型涡扇发动机课题组进行微型涡扇发动机方案研究工作,90年代初引进了微型涡扇发动机技术资料。在他领导下研仿取得进展,他认真组织从技术上对国外资料进行消化吸收,重视设计计算分析工作,并进行大量的试验工作。因此,很快设计出发动机模样机全套图纸文件。在试制布点上坚持走全国专业化协作道路,立足于选择技术精湛的发动机骨干厂和专业厂为主要试制单位,因此短期内就试制出发动机。在发动机试验调整过程中,他坚持要按规范严格调试发动机,从不放过出现的任何发动机故障,强调发动机故障分析要过细地做工作,故障原因要查得水落石出,予以彻底排除,不留隐患。由于他严细的科研作风带出一支好的科研队伍,1999年研制出我国首台微型涡扇发动机模样机,其性能接近国外同类发动机的技术水平。他还领导了埋入式进气道的研制,研制出一种新型埋入式进气道,其性能达到了相当高的水平。

精心培养扶持专业人才



刘兴洲一方面忙于科研工作,另一方面在培养研究生,对青年科技人员传帮带,促使青年更快成长接班,他不遗余力地担负起培育新人的责任,先后带了十几名硕士生和博士生。他经常为此查阅资料,反复思考选题,硕士生王卫东在确定课题时,刘兴洲建议他搞“侧面突扩燃烧室冷态流场可视化研究”,并指导他用二元模型显示流场,还把他自己多年积累的研究资料和数据无私地提供给研究生参考。这篇论文不仅获研究生优秀论文奖,而且被选送1993年在维也纳召开的国际宇航学会发表,受到与会各国专家好评。当有位硕士生的论文获得优秀论文奖,在接受大家祝贺时感慨地说:“我的每个成绩都得益于刘老师的指导,正如一句名言所说,我们能看得远一些,是因为我们站在巨人的肩膀上”。在刘兴洲倡导和主持下,31所已连续举办了十届青年科技论文报告会,产生了一批紧密结合发动机研究实际,有应用价值的科技论文,为青年科技人员脱颖而出,创造了条件。由他担任编委会主任的《推进技术》期刊是具有国际影响的刊物。在他的倡导下,积极选登我国年青科技人员的学术论文,期望一株株小苗破土而出。他的学生们经常议论说:“刘老师是一本打开的书,对你毫无保留,让你总能从他那里找到问题的答案”。刘兴洲在给国防科工委的述职报告中建议“采取措施培养青年学术带头人和技术骨干,如果能有100名青年学术带头人,我们将来的航天技术事业就大有希望”。

简历



1933年3月17日 生于天津市

1951~1952年 清华大学航空学院发动机系学习。

1952~1956年 北京航空学院航空发动机系学习,毕业。

1956~1957年 北京俄语学院留苏预备部学习。

1957~1961年 国防部第五研究院空气动力研究所冲压发动机研究室。任工程组长。

1961~1965年 苏联茹科夫斯基空军航空学院读研究生,获科学技术副博士学位。

1965年至今 航天工业部第三研究院第31研究所,历任研究室主任、副所长、总工程师、科学技术委员会主任。现任第三研究院科学技术委员会常务委员、中国航天机电集团科技委顾问,博士生导师。

1995年 当选为中国工程院院士。

主要论著



1 刘兴洲等.超音速冲压发动机的试验研究.航天科技报告HT-860987J,1986

2 刘兴洲.燃烧室内不良流线体挂火问题的分析,航天科技报告HT-870086,1987

3 刘兴洲.航天与导弹用吸气式发动机的发展.航天部动力装置联合会议论文,CSAPR88-HQDL8032-100,1988

4 刘兴洲.天地往返运输系统发展途径的探讨.中国航空学会第二届动力年会,CSAAP-89-198(M),1989

5 刘兴洲主编.飞航导弹动力装置.北京:宇航出版社,1991

6 刘兴洲副主编.飞航导弹动力装置试验设备.北京:宇航出版社,1991

7 刘兴洲等.超音速燃烧实验研究(Ⅰ).推进技术,1991(2)

8 刘兴洲等.超音速燃烧实验研究(Ⅱ).推进技术,1993(4)

9 施发树.刘兴洲.一体化小涡扇发动机系统的气动热力数值模拟.推进技术,2000(2)

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