当选院士后,他向经典理论说“不”陈欢欢

3/18/2026

自己的导师似乎有“两副面孔”,中国科学院工程热物理研究所(以下简称工程热物理所)研究员赵庆军直到博士毕业才意识到这个问题。

那是2007年的一天,赵庆军留所工作后,一向宽松的导师、中国科学院院士徐建中把他喊到办公室,以少见的郑重对他说:“我们团队有两件事不干,一是别人干了的事我们不干,二是别人能干的事我们不干。”

赵庆军听后吓了一跳,当即反驳道:“我觉得别人什么都能干。”徐建中则淡定回答:“我们现在干的事,别人就干不了。”

这件事,正是研发新原理发动机。

2016年3月,徐建中在工程热物理所建所六十周年学术论坛上致辞。

2014年7月,徐建中在张北草原与团队成员合影。

1983 年,徐建中(前排右三)在麻省理工学院陪同吴仲华(前排右二)访问。

徐建中  受访者供图

共事久了之后,徐建中的“两副面孔”逐渐清晰——对学生宽容,对员工严格。有一次,赵庆军在办公室批评研究生被徐建中看到,他让其他老师转告赵庆军:不能对学生这么严厉,谁家小孩不调皮捣蛋?谁家小孩不犯错误?尤其是干创新的事,不能打击积极性。

徐建中就是这样的人,一切以对创新有利为根本原则。为了创新,他敢跟领导拍桌子,也敢支持素昧平生的年轻人;可以毫不犹豫放弃出国,也可以在六十多岁从零开始全新的研究。直到85岁高龄,徐建中对年轻时的很多事淡忘了,唯独说起原创的新原理发动机依然目光炯炯、侃侃而谈。

1995年当选中国科学院院士似乎是徐建中科研生涯的分水岭。

在那之前,他三十余年的工作以理论研究为主。当选院士后,55岁的他不再满足于将理论停留在纸面,曾多次向同事表明,自己可以去冒更大的风险,做一件对国家有更大贡献的事。

他在1996年10月13日写给学生的信中提到,当选院士后,自己花了很多时间抓大项目,其中就包括提出制定高超音速推进计划的建议。

普通民航客机的巡航速度不到1马赫,超过5马赫被称为高超音速飞机,是未来发展方向和“兵家必争之地”。但彼时,中国却是联合国五大常任理事国中,唯一不能独立研制先进航空发动机的国家。

由于技术壁垒很高,徐建中判断,中国发展新原理发动机将是打破西方垄断甚至超越西方的战略选择。2000年前后,他便在自己的实验室布局了对转冲压压气机方向。

为了实现高超音速飞行,传统做法是配备涡轮、冲压两套发动机,分别在3马赫以下和以上工作。其缺陷是其中一套在不工作时会成为“累赘”,业内俗称“死重”。虽然死沉死沉,但不能不要。并且,它们交接班时还存在模态转换这一技术性难题。

而徐建中提出的对转冲压发动机,则能以一敌二,直接达到高超音速,中间没有模态转换,更不存在“死重”。

想法虽然好,却有点“生不逢时”。

研发航空发动机需耗费巨资,被认为是一个国家综合国力的体现。但2000年时,我国人均GDP(国内生产总值)不足1000美元,全社会研发投入尚不足现在的2.5%。

“当时科研界可以说刚刚从脱贫走向温饱,徐先生敢在那么艰难的条件下做这么一件大事,这是真正的科学精神。”中国科学院院士金红光认为。

在这样的背景下,徐建中的冒险行为自然遭受不少非议。在争取项目立项时,一位领导曾直白地反对:美国都没做,我们为什么要做?

徐建中平静地反问道:美国不做,我们就不能做吗?

徐建中敢为人先,自然有他的过人之处。在航空发动机的设计中,当马赫数达到1左右时,会出现激波现象,导致阻力、损失急剧增大,因此教科书上的传统方法都尽量避免激波。徐建中却凭借着对激波的透彻理解,反而增强和利用激波,再想办法减少损失。

2009年,中国科学院雪中送炭送来了一笔研究经费,当时全国甚至找不到能做实验的实验台,一切从零开始。所谓原创技术,意味着没有经验可供借鉴,仅突破叶栅这一关,他们就用了十年时间。

再大的困难都无法动摇徐建中心中的信念。在研究经费捉襟见肘时,徐建中曾对赵庆军说:“吃不上饭也要干。”看到徒弟笑得无奈,他又补上一句:“不这么想就干不成大事。”赵庆军也跟老师开玩笑:“没钱我可就走了。”徐建中不慌不忙地“回击”道:“我看你已经爱上了这个事业,撵都撵不走。”

如今,他们原创的低熵增激波增压对转冲压压气机取消了高低压转子之间的导叶,2级叶片的增压能力就相当于传统的4~6级,重量和尺寸都大大减小。

徐建中曾多次提到,中国之所以不能研制先进航空发动机,其根源在于基础研究严重不足。

他之所以敢颠覆传统,底气来源于三十余年对激波扎实的理论研究。

徐建中的导师、中国科学院院士吴仲华是我国工程热物理学科创始人,也是叶轮机械三元流动理论的创始人。

第二次世界大战后,各国都投入重金研发航空发动机,但由于其内部流动的控制方程组异常复杂,根本无法求解。直到1950年吴仲华的叶轮机械三元流动理论横空出世,利用吴氏方程将复杂的三维空间流动问题简化为二维计算,从而使得利用计算机求解成为可能。

吴仲华从此成为国际同行敬仰的famous Wu。1979年他出访美国时,甚至连正在研发的飞机发动机都允许他参观,美国通用电气公司还派出专机接送,以示敬意。

不过,该理论只适用于马赫数小于1的流场。随着飞行速度增加,当激波出现时,气流的参数急剧变化,吴氏方程不再能连续求导。

面对这一世界性难题,徐建中通过对激波的深入研究,利用弱激波关系使导数从间断重新变成连续,从而把叶轮机械三元流动理论从亚音速拓展到跨音速。后来,他又发展出熵产极小化激波增压理论,使得叶轮机械三元流动理论的适应性进一步拓展到超音速。

师徒接力,使得这项理论历经七十余年经久不衰。即使如今计算机已经能够求解全三维流体方程,罗罗、GE等国际公司依然在利用吴氏方程进行初步设计。

曾经的徐建中,只要不出差,一周七天都在办公室,从早上七点多工作到晚上七点多,雷打不动。他不爱用手机,只要打办公室电话,一准能找到他。如今因为腿脚不好,又怕麻烦别人,徐建中高大的身影不再出现在他最爱的办公室,但大家还是会时常想起他的许多金句。

徐建中曾跟多位晚辈、学生说过:“年轻人要在理论上有所创新,年纪大了以后,才可以转成工程应用,才能干大事。”“人生如果有两条路摆在面前,一定要选难走的那条,因为它往往更有前途。”

工程热物理所研究员赵巍就是这两句话坚定的执行者。初到团队时,他负责整机总体性能,后来转到对转涡轮和对转冲压压气机气动设计,走了一条难度倍增的路。

如今回头再看,他发现所有出现故障的地方都是认识比较薄弱的环节,但凡前期有充分的理论研究,就能游刃有余地解决难题。

“正是因为前期做到了徐院士提倡的甘坐冷板凳,后面才不知不觉‘轻舟已过万重山’。”赵巍说。

同徐建中相识超过30年的同事都反映他的性格是敢爱敢恨、不怕得罪人。83岁时徐建中曾在一次活动上给离退休职工鞠躬道歉:年轻的时候脾气比较急,但都是为了科研,请大家原谅。

而晚辈中却很少有人见过他发脾气。赵巍说:“徐院士从不分派硬性任务,但是大家反而更自觉。”当年为了布局光热发电这一新兴方向,徐建中积极支持中国科学院电工研究所研究员王志峰申请“973”计划项目,结果提炼科学问题难度太大,开会几十次定不下来,受挫的王志峰差点放弃。“但徐院士没有批评我,一句重话都没说过,只是鼓励。”王志峰回忆。后来这一项目成功立项,也为工程技术出身的王志峰增加了宝贵的基础研究经验,他坦言受益终身。此外,布局的冷门方向无人认领,徐建中也不着急,秉承着“愿者上钩”的原则等待合适的人选。

学生中唯一见过徐建中生气的可能只有赵庆军。那是他第一次出国,因为没带正装被徐建中一顿训,认为影响了中国人的形象,后来不得不借了件西服去作报告,此后出国再不敢大意。

十多年前,徐建中因为总选择独树一帜的研究而引起《中国科学报》记者的兴趣。但每次说起采访,他却毫无例外地摆摆手:“采访别人吧,别写我。”

Scroll for more