【簡介：】2009年10月31日，中國最偉大的科學家之一，兩彈一星元勛錢學森去世，然而他留下的這些遺產(chǎn)卻在他去世之后依然護佑著偉大中國，在復興路上奮力前行。
提出發(fā)展激光陀螺，讓中國武器擁

2009年10月31日，中國最偉大的科學家之一，兩彈一星元勛錢學森去世，然而他留下的這些遺產(chǎn)卻在他去世之后依然護佑著偉大中國，在復興路上奮力前行。

提出發(fā)展激光陀螺，讓中國武器擁有火眼金睛

激光陀螺，學名“環(huán)形激光器”。實際上是一種無質(zhì)量的光學陀螺儀，利用環(huán)形激光器在慣性空間轉(zhuǎn)動時正反兩束光隨轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生頻率差的效應，測定敏感物體相對于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)角，進而測定物體方向等。

激光陀螺用于為各類戰(zhàn)機和精確打擊武器提供導航和制導所需要的實時航向、速度、高度、姿態(tài)等空間位置信息。使戰(zhàn)機能可靠飛行和靈活進行高速戰(zhàn)術(shù)機動，并使精確打擊武器的射程和命中精度得到很大提升。同時，它還為機動發(fā)射的彈道導彈、巡航導彈尋北提供方位基準，使它們能實現(xiàn)快速定向定位，準確地命中目標。

可以說，激光陀螺廣泛用于如今的戰(zhàn)斗機、潛艇、導彈、人造衛(wèi)星、火箭等高精尖裝備之上。沒有激光陀螺，任何高精尖武器都是一堆廢鐵。

1963年，美國斯佩里公司研制出世界上第一臺環(huán)形激光陀螺試驗裝置，該裝置的正方形光路邊長為1m，可測量旋轉(zhuǎn)速率。第一臺激光陀螺誕生之后，錢學森就意識到了其重要性。

1971年，在錢老的倡議下，國防科技大學成立了激光研究實驗室，錢學森相中了高伯龍，認為他能夠完成這項艱巨的任務。

1975年，在錢學森教授建議下，已經(jīng)47歲的高伯龍離開鐘愛的理論物理行當調(diào)任到國防科技大學激光研究室工作。

受客觀條件限制，激光研究室對激光陀螺知之不多，錢學森將僅寫有激光陀螺簡單原理的兩張小紙條交給了課題組，這兩頁紙上都是英語，只有一個光路圖，這兩張紙條也被稱為錢學森密碼。他們成為了當年研究的所有基礎。

而高伯龍院士也沒有辜負錢學森的期望，花費整整43年，終于在2014年構(gòu)建了具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的高水平激光陀螺全閉環(huán)研發(fā)體系，研發(fā)與應用水平達到了國際先進、國內(nèi)領先水平。

團隊研制的兩大系列、九種型號的激光陀螺成為應用在陸、海、空先進武器裝備的關鍵部件，為推進我國武器裝備發(fā)展和提升部隊戰(zhàn)斗力發(fā)揮了重要作用。

與師弟郭永懷提出發(fā)展風洞

錢學森與其師弟，也是兩彈一星元勛郭永懷先生，都是空氣動力學領域的專家，錢學森曾和其老師卡門一起最早提出高超聲速流的概念，為飛機在早期克服熱障、聲障，提供了理論依據(jù)， 為空氣動力學的發(fā)展奠定了重要的理論基礎。高亞聲速飛機設計中采用的公式是以卡門和錢學森名字命名的卡門-錢學森公式。

錢學森夫婦和郭永懷夫婦

在回國之后，錢學森和郭永懷都意識到高超音速武器在未來的重要性，錢學森和郭永懷這對著名的搭檔極力倡導在國內(nèi)開展高速、超高速空氣動力學、電磁流體力學和爆炸力學等新興學科的研究。為了將這些領域的研究鋪開，他在北京組織了高超聲速討論班，研究探討了許多前沿領域的重大課題，對我國高速飛行器的研究有著重要的指導意義。

要想發(fā)展高超音速武器，那就必須要建風洞，風洞指的是風洞實驗室,是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流,用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設備。

風洞實驗是飛行器研制工作中的一個不可缺少的組成部分。所有飛機、導彈、飛船等航空航天飛行器必須經(jīng)過風洞實驗。風洞中的氣流需要有不同的流速和不同的密度，甚至不同的溫度，才能模擬各種飛行器的真實飛行狀態(tài)。

根據(jù)著名科學家錢學森、郭永懷的構(gòu)想，我國于1965年在四川組建了高速空氣動力研究機構(gòu)，1968年，郭永懷在此基礎上又領導組建了中國空氣動力研究與發(fā)展中心，下設計算空氣動力學研究所、低速空氣動力學研究所、高速空氣動力學研究所、超高速空氣動力學研究所、設備設計與測試技術(shù)研究所五大中心研究所。40多年來，中國空氣動力研究與發(fā)展中心建造了數(shù)十座高質(zhì)量的風洞，其規(guī)模堪稱亞洲之最。

而郭永懷先生更是讓其學生俞鴻儒先生發(fā)展激波管技術(shù)，研制激波風洞，在郭永懷犧牲之后，俞鴻儒決心要完成老師遺愿，在經(jīng)過了長達50年的努力之后，俞鴻儒和自己的接班人姜宗林成功打造了全球可復現(xiàn)飛行條件的高超聲速風洞——JF12高超聲速復現(xiàn)風洞。

JF12高超聲速復現(xiàn)風洞采用了俞鴻儒全球獨創(chuàng)的反向爆轟驅(qū)動技術(shù)。目前全世界激波管強驅(qū)動方式共有三種：重活塞驅(qū)動、加熱輕氣體驅(qū)動以及俞鴻儒的爆轟驅(qū)動。

JF12高超聲速復現(xiàn)風洞可復現(xiàn)25—40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件，JF12復現(xiàn)風洞有效實驗時間達到130ms，是美國的4倍。復現(xiàn)風洞理論和技術(shù)解決了困擾高超聲速地面試驗六十年的世界難題，實現(xiàn)了風洞試驗狀態(tài)從流動“模擬”到“復現(xiàn)”的跨越，JF12激波風洞的誕生也讓高超音速武器的研制成為了可能。

可以說，沒有高超聲速復現(xiàn)風洞，高超音速武器的研制只能說做夢！另外，央視曾經(jīng)報道過，很多款新型高超音速飛行器模型都在JF12風洞“吹過風”，我們可以想象一下里面會有什么武器！

中國能夠擁有這全世界獨一無二，連美國都沒有掌握的JF12高超聲速復現(xiàn)風洞，離不開俞鴻儒先生半個世紀的努力，更離不開錢學森和郭永懷先生奠定的基礎。

組建中國第一個火箭、導彈研究機構(gòu)

1956年，錢學森參與籌備組建中國導彈航空科學研究領導機構(gòu)航空工業(yè)委員會，受命負責組建中國第一個火箭、導彈研究機構(gòu)——國防部第五研究院，并兼任院長。

1956年元旦下午三點，錢學森在北京給解放軍高級將領講課時在黑板上寫下了“火箭軍”三個字。

按照錢學森給出的定義，“火箭軍”就是導彈部隊，是一支不同于現(xiàn)有陸、海、空三軍的新型部隊，是一支能夠遠距離、高準確度命中目標的部隊，是現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中極其重要的后起之秀。

所以錢學森一生大力研發(fā)導彈，1960年，錢學森協(xié)助聶榮臻成功組織了中國第一枚近程地地導彈發(fā)射試驗。后來又參與了中國第一枚改進后的中近程地地導彈飛行試驗。領導了中國洲際導彈第一次全程飛行、潛艇水下發(fā)射導彈和地球靜止軌道試驗通信衛(wèi)星發(fā)射任務。

可以說，錢學森對于我國制定導彈決策和火箭導彈技術(shù)攻關貢獻了巨大力量，為火箭軍達到核常兼?zhèn)洹⑷驊貞?zhàn)的戰(zhàn)略要求奠定了堅實的基礎。

提出核火箭構(gòu)想，未來航天領域的革命技術(shù)

人類如果想要實現(xiàn)走出太陽系的夢想，或者實現(xiàn)在太陽系內(nèi)旅行，即使使用目前性能最好氫氧推進系統(tǒng)，噴氣速度也只能達到43000～44000千米/秒。依靠這樣的速度到達最近的恒星也要幾萬年，那么人類想要走出太陽系，就只能成為一個夢。

所以如果要提高速度，那么動力系統(tǒng)就要革新，科學家認為應該要靠核動力。核動力火箭就是用核能代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學能燃料作為動力的火箭，核動力火箭無論是在動力上還是續(xù)航力上都有傳統(tǒng)火箭無可比擬的優(yōu)勢。

目前化學燃料的火箭推力太小并且持續(xù)力太低，每次發(fā)射必須尋找合適的發(fā)射窗口，以便利用行星的引力來加速，使飛船能真正飛往宇宙深處。而安裝了核動力的飛船和探測器，由于推力強大，不必利用行星引力，更不必擔心航線的限制。核動力飛船是未來航天業(yè)的必然趨勢。

如果在宇航推進系統(tǒng)中要利用核動力，共有3種方式可供選擇：1、利用小當量核彈爆炸；2、直接利用來自反應堆的高能粒子；3、利用核反應堆的熱能。

早在20世紀50年代末，美國核科學家泰勒提出了類似的“獵戶座”計劃，每顆原子彈的爆炸當量為2000噸TNT（在大氣層外），爆炸50顆后飛船的最大速度可達70千米/秒。

1944年1月，美國洛斯阿拉莫斯國家科學實驗室 (LASLEA)的科學家斯坦尼斯·烏拉姆（波蘭裔美籍數(shù)學家，“曼哈頓工程”的參與者）與弗雷德里克·J·霍夫曼開始對利用核能進行宇宙航行的可行性問題進行探討。

而早在1949年，還在美國的錢學森就提出了關于關于熱能核動力火箭的一個詳細方案；在1953年研究了跨星際飛行理論的可能性。

2013年，中國航天科技集團公司五院502所和總體部合作提出了適用于載人火星飛船的、短期內(nèi)實現(xiàn)地火往返飛行的空間大功率核電推進系統(tǒng)方案。

可以說，這項關于未來航天領域的革命技術(shù)將決定未來太空爭霸賽的勝利走向，錢學森關于核動力火箭的方案究竟會不會助力中國在星際旅行中拔得頭籌，讓我們拭目以待。

錢學森彈道，天下武功，唯快不破

1943年還在美國加州理工大學古根海姆航空實驗室的錢學森跟他的兩個同學一起，在起草的一份火箭噴氣推進實驗計劃中構(gòu)建了一種設想。基本原理就是讓彈頭在“臨近空間”（距地面20—100km）進行增程滑翔，然后再進入稠密大氣。為什么彈頭會在這個高度滑翔而不是“一頭栽下來”呢？因為在“臨近空間”存在著較為稀薄的大氣，當高速物體由真空進入密度介質(zhì)時，會產(chǎn)生反壓，所以，“錢學森彈道”又被稱為“助推滑翔彈道”。

錢學森彈道的精髓在于是利用火箭為動力把飛行器發(fā)射入高空，突破大氣層，然后飛行器從太空再度返回大氣層，當角度合適的時候，飛行器會如同瓦片在水面上打水漂一樣被彈起，然后再落下，通過這樣一系列的彈起——落下的運動軌跡，飛行器就能夠以高速抵達目標。這也被稱為助推-滑翔式彈道，即半彈道式再入航天器或升力體式航天器的再入彈道的基本設計思想。

，在錢學森彈道提出了幾十年的時間里，很多國家都想百分百地消化這份錢學森留下來的遺產(chǎn)，美俄等強國紛紛推出新概念飛航導彈方案，很多都基于錢學森彈道。

錢學森彈道在高超音速武器里面發(fā)揮了什么樣的作用呢？

通常，一個物體拋起來再落下，軌跡是個拋物線，大多數(shù)導彈的路徑也是這樣，但錢學森彈道利用了高層大氣的“彈性”，獲得了一種打水漂似地路徑。東風17發(fā)射后會以很高的角度快速沖出大氣層，在重新返回大氣層時會以很低的角度斜擦大氣層的“頂面”。就像貼著水面擦過的光滑石子被水面彈起來，導彈強烈擠壓下方的大氣，也一樣會被大氣彈起來，并且在這個過程中保持極高的速度。

那么這樣做有什么用呢？利用高層稀薄大氣的空氣滑翔下來，會讓軌道變得非常復雜，難以預判，這也是它最為恐怖的地方，變化莫測的彈道軌跡讓現(xiàn)役反導系統(tǒng)束手無策。

再加上它的末端速度最快可以達到20馬赫，就算是一個鐵塊，如此高的速度，硬砸都能把航母砸沉，而且航母還沒有辦法進行攔截，因為太快了，中間還會變軌，除非美國的反導系統(tǒng)會讀心術(shù)，知道它在想什么！

中國采用了錢學森彈道的DF-17是全球首款承波體高超音速武器，在西太平洋內(nèi)將所向披靡。

創(chuàng)立系統(tǒng)工程中國學派

系統(tǒng)工程是為了最好地實現(xiàn)系統(tǒng)的目的，對系統(tǒng)的組成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流、控制機構(gòu)等進行分析研究的科學方法。它運用各種組織管理技術(shù)，使系統(tǒng)的整體與局部之間的關系協(xié)調(diào)和相互配合，實現(xiàn)總體的最優(yōu)運行。

60年代，美國的阿波羅登月計劃成功地運用了系統(tǒng)工程的科學方法，按預定目標第一次把人送到了月球。以此為轉(zhuǎn)機，系統(tǒng)工程受到了世界各國的高度重視，獲得迅速發(fā)展，被廣泛應用到自然科學和社會科學的各個領域，開創(chuàng)了系統(tǒng)工程發(fā)展的新時期。

1978年9月27日錢學森發(fā)表理論文章《組織管理的技術(shù)：系統(tǒng)工程》問世，標志著“系統(tǒng)工程中國學派”的誕生。

這篇文章首次在實踐與理論層面對系統(tǒng)工程進行清晰梳理。自此而始，系統(tǒng)工程的應用突破航天領域。明確提出了系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術(shù)是對所有系統(tǒng)都適用的技術(shù)和方法，以此文發(fā)表為標志，錢學森將系統(tǒng)工程科學擴展到了社會系統(tǒng)，中國的系統(tǒng)工程隨后被推廣到經(jīng)濟、社會、人口、軍事、行政、法制、科學、教育、人才、情報和未來研究等社會科學領域，并且得到越來越廣泛的運用， 充分顯示了它無限廣闊的發(fā)展前景。。

如今，系統(tǒng)工程已經(jīng)在我們的社會中發(fā)揮著不可替代的作用，而這都要得益于錢學森先生。錢學森為中國做出了非常非常多卓越的貢獻，我們應該永遠記得他。

我們同時也要記得那些將錢學森提出的構(gòu)想、原理實踐的科學家，正是他們的共同努力，才讓中國在僅僅70年的時間里發(fā)生了翻天覆地的變化。

致敬，那些為了大國崛起奉獻一生的科學家！