高铁“破壁人”

 
 
高铁“破壁人”  
——记2019中国科学院年度先锋人物杨国伟  

杨国伟参观中车长春轨道客车公司

只要说到“高铁”，中国科学院力学研究所（以下简称力学所）研究员杨国伟总是劲头十足。

“车辆行驶以滚动摩擦阻力为主，开快了才有气动阻力，高铁跑到380公里/小时，空气就变得像铜墙铁壁一样，占整个阻力90%以上。”他告诉《中国科学报》。

正是因为这个原因，航空空气动力专业的杨国伟“跨界”进入高铁研究。他的任务是高速列车气动优化设计和评估技术研究，打破“铜墙铁壁”，让列车提速。

从2008年与高铁结缘，杨国伟便放弃了参与军机研制的机会，全身心投入轨道交通的研究中。

“凡是科研人员，都有报国之心，高铁成功了我很自豪。”有着35年党龄的老党员杨国伟如是说。

“复兴号”从这里启程

1997年，杨国伟在日本东京大学做访问学者时，第一次乘坐了新干线，“感觉真是太快了”。他不禁回想起自己1985年坐火车从湖南娄底到邵阳，100公里的路途用了整整24个小时。他心想，什么时候咱们国家也能有这么快的轨道交通呢？

没想到，机会竟然找上门来。

2008年，中国高速列车自主创新联合行动计划项目正式启动。杨国伟被指派参与高铁研究，搭建最高速度500公里/小时的动模型实验平台，通过数值仿真和优化设计，协助厂家设计性能更好的高速列车外形。

但是，这么快的实验平台前无古人，如何实现呢？

“像瞎子摸象一样，”杨国伟回忆，大家提了很多方案，往往一试就失败，“这非常正常，因为我们只有低速实验的直观经验，跑到500公里/小时谁都不知道会发生什么”。

现实中，一列高速列车从0启动，达到380公里的时速需要几十公里的加速距离。杨国伟在力学所怀柔基地一间285米长的厂房里搭建了264米的实验平台。也就是说，他的团队必须在264米之内让1:8的列车模型加速到500公里/小时，开展气动实验，再安全停下来。

这一难题后来几乎让杨国伟崩溃。

3年多的时间里，他们废寝忘食尝试了各种方案，进行了上千次实验，好不容易解决了加速问题，如何停下再次卡壳。

“相当于让一颗100公斤的子弹安全停下，这是最难的部分。”杨国伟回忆。

一次次实验，一次次失败……看着一地模型碎片，杨国伟坦言：“碎的是我们的心。”

他也想过：假如一直做不出来怎么办？“那就只能出局了。这个时候必须有恒心、有毅力、有勇气、守得住。”

一个偶然的机会，杨国伟路过石景山游乐园，高速翻滚的过山车瞬间刹车的一幕迷住了他。他拉来同事一起研究。受此启发的非接触磁涡流减速方案终于让列车模型及时停了下来。

历时7年，杨国伟团队成功搭建了世界上规模最大、实验速度最高、场景最全的双向运行高速列车动模型实验平台。后来，不论是“和谐号”还是“复兴号”，我国几乎所有高速列车的实验模型都在这里跑过。

从航空到高铁

如果没有高铁，杨国伟是标准的航空人。

1996年，从西北工业大学飞机工程系博士毕业后，杨国伟先后在日本、德国交流工作，参研过空客A380相关设计和超声速飞机预研项目。

2003年回国后，杨国伟在力学所组建起一支研发队伍，参与了一系列国产军机和ARJ21、C919、CR929等“明星”民用飞机的研发。

从研究“天上飞”的，到研究“地上跑”的，心里会不会有落差？