70多年前，钱学森挖了一个大坑，现在全世界都往坑里跳
韩桂来中国科学院力学研究所副研究员从最早的飞行器到高超声速飞行各位朋友大家好，我叫韩桂来，来自中国科学院力学研究所。
刚才有老师提到，最早的飞行器出现在中国，比如风筝和火箭，但是我们后来掉队了。
那真正的飞行器是什么时间出现的呢？人类最早的飞行器是中国的风筝和火箭从科学的角度来讲，真正的飞行器出现在1903年——莱特兄弟的飞行者1号。
其实它的飞行距离很短，也就200多米，但是它带来的意义是非常重大的。
莱特兄弟和飞行者1号因为莱特兄弟事先做了大量的科学研究，不仅仅是经验上的诊断，最终把飞机弄起来，靠的是飞行技术。
在这幅图中我们看到的是最早的风洞，基于这样的风洞，20世纪到底还出现了哪些飞行器？30年代的绝大多数飞机都处于亚声速阶段。
到了40年代，超声速的战斗机就已经诞生了，包括我们现在讲的战斗机划代：一代、二代、三代，其中最基本的标准就是能够实现超声速的飞行。
到了60年代，超声速的客机就已经诞生，它已经飞到21世纪了。
我们可能会问，21世纪到底会飞什么东西？我们现在站在21世纪的前20年，那么21世纪后面的80年，甚至100年、200年、500年后，又会飞哪些东西？1946年，学界的鼻祖钱学森先生提出了一个高超声速飞行的概念（hypersonic）,这个概念距今已经70多年。
用一句时髦的话讲，钱学森在那个时候挖了一个大坑，现在全世界的人都在往坑里跳。
钱学森定义了高超声速飞行（hypersonic）为什么这么说？因为很多国家都在造高超声速飞机。
德国的V-2火箭是我们现在认为最早的高超声速飞行器，一直到后来的X-15航天飞机，高超声速飞行器X-43、高超声速滑翔飞行器HTV-2、高超声速飞行器X-51，包括现在炒得最火的空天战斗机X-37B。
德国V-2火箭X-15航天飞机；高超声速飞机X-43高超声速滑翔飞行器HTV-2；高超声速飞行器X-51空天战斗机X-37B未来宇航竞争制高点我们将来要研究什么样的飞行器？我觉得新世纪宇航竞争制高点有两个：第一个是高超声速飞机，它能够实现1-2小时的全球到达，也就是说它可以消除时差的概念。
比方说，从东半球到西半球有12个小时的时差，飞机飞过去也要12个小时。
也就是说早上8点钟出发，到对方那边还是早上8点钟，这样我们的身体会很难受。
如果能在1-2小时之内到达，时差对我们来说就不是问题了。
第二个就是空天飞机，这也可能是我这辈子研究的一个终极目标了。
它能够实现水平起降，就是从地面起飞，然后通过两级或多级入轨，送到太空中的轨道，能够实现天地往返。
我认为这是将来高超声速飞行器发展的终极目标，如果它能配合现在的火箭设计进行航天发射，发射成本会下降90％以上，这将是一个划时代的发明。
研究这些飞行器需要一些工具，就像我们平时学习需要书、本、笔、纸等。
对于我们研究飞行器来讲，目前最可靠的手段还是风洞。
所以每一个飞行器在真正定型之前，都会在风洞里进行上万次的吹风。
飞行器在天上飞的时候，空气是不动的；然而在地面上做实验时，没有办法实现它飞行的过程，我们就把飞行器固定在一处，然后用一股高速的气流去作用飞行器，模拟它在天上飞的过程。
一代风洞与一代飞行器通过图片大家能看到飞行器周围有特殊的流场结构。
我研究的内容是Hypersonic和Hypervelocity。
Hypersonic的一般定义是马赫五以上的飞行，Hypervelocity就是超高速飞行，指5km/s以上的飞行。
飞行器在飞行过程中会跟空气产生很多相互作用，在不同的高度和速度下，它会体现出不同的效应。
这是一对欢喜冤家，简单来讲就是高速引起高温。
飞行器飞得越快，周围的空气温度就会越高，高到难以想象的程度，有几千甚至上万摄氏度。
飞行器周围的温度和速度的平方成正比，随着飞行器速度提高，温度会在短时间内有很高的提升。
在2000摄氏度以后，氧分子就会变成氧原子，甚至会变成离子；氮分子会变成氮原子，会出现一些很复杂的情况。
这时候空气不再是我们呼吸的空气了。
比如说，有些同学在游泳池里游泳，可以游得很好，但是到大海里去游，可能就要喝海水了。
再过分一点，如果把你扔到沼泽里，那就没有办法游泳了，你只能沉下去。
我们研究的飞行器就好比要在沼泽里游泳。
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