【簡介：】2009年10月31日，中國最偉大的科學(xué)家之一，兩彈一星元勛錢學(xué)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(fù)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(xué)家之一，兩彈一星元勛錢學(xué)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(fù)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(xué)名“環(huán)形激光器”。實際上是一種無質(zhì)量的光學(xué)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(yīng)，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(dǎo)航和制導(dǎo)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(dǎo)彈、巡航導(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(xué)成立了激光研究實驗室，錢學(xué)森相中了高伯龍，認為他能夠完成這項艱巨的任務(wù)。

1975年，在錢學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)森密碼。他們成為了當年研究的所有基礎(chǔ)。

而高伯龍院士也沒有辜負錢學(xué)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(yīng)用水平達到了國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平。

團隊研制的兩大系列、九種型號的激光陀螺成為應(yīng)用在陸、海、空先進武器裝備的關(guān)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(xué)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(xué)領(lǐng)域的專家，錢學(xué)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(xué)的發(fā)展奠定了重要的理論基礎(chǔ)。高亞聲速飛機設(shè)計中采用的公式是以卡門和錢學(xué)森名字命名的卡門-錢學(xué)森公式。

錢學(xué)森夫婦和郭永懷夫婦

在回國之后，錢學(xué)森和郭永懷都意識到高超音速武器在未來的重要性，錢學(xué)森和郭永懷這對著名的搭檔極力倡導(dǎo)在國內(nèi)開展高速、超高速空氣動力學(xué)、電磁流體力學(xué)和爆炸力學(xué)等新興學(xué)科的研究。為了將這些領(lǐng)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(lǐng)域的重大課題，對我國高速飛行器的研究有著重要的指導(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(xué)家錢學(xué)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(chǔ)上又領(lǐng)導(dǎo)組建了中國空氣動力研究與發(fā)展中心，下設(shè)計算空氣動力學(xué)研究所、低速空氣動力學(xué)研究所、高速空氣動力學(xué)研究所、超高速空氣動力學(xué)研究所、設(shè)備設(shè)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(xué)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(fù)現(xiàn)飛行條件的高超聲速風洞——JF12高超聲速復(fù)現(xiàn)風洞。

JF12高超聲速復(fù)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(fù)現(xiàn)風洞可復(fù)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(fù)現(xiàn)風洞有效實驗時間達到130ms，是美國的4倍。復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(xué)森和郭永懷先生奠定的基礎(chǔ)。

組建中國第一個火箭、導(dǎo)彈研究機構(gòu)

1956年，錢學(xué)森參與籌備組建中國導(dǎo)彈航空科學(xué)研究領(lǐng)導(dǎo)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(dǎo)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(xué)森在北京給解放軍高級將領(lǐng)講課時在黑板上寫下了“火箭軍”三個字。

按照錢學(xué)森給出的定義，“火箭軍”就是導(dǎo)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(xué)森一生大力研發(fā)導(dǎo)彈，1960年，錢學(xué)森協(xié)助聶榮臻成功組織了中國第一枚近程地地導(dǎo)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(dǎo)彈飛行試驗。領(lǐng)導(dǎo)了中國洲際導(dǎo)彈第一次全程飛行、潛艇水下發(fā)射導(dǎo)彈和地球靜止軌道試驗通信衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。

可以說，錢學(xué)森對于我國制定導(dǎo)彈決策和火箭導(dǎo)彈技術(shù)攻關(guān)貢獻了巨大力量，為火箭軍達到核常兼?zhèn)?、全域懾?zhàn)的戰(zhàn)略要求奠定了堅實的基礎(chǔ)。

提出核火箭構(gòu)想，未來航天領(lǐng)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(xué)家認為應(yīng)該要靠核動力。核動力火箭就是用核能代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)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(xué)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(yīng)堆的高能粒子；3、利用核反應(yīng)堆的熱能。

早在20世紀50年代末，美國核科學(xué)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(xué)實驗室 (LASLEA)的科學(xué)家斯坦尼斯·烏拉姆（波蘭裔美籍數(shù)學(xué)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(xué)森就提出了關(guān)于關(guān)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(guān)于未來航天領(lǐng)域的革命技術(shù)將決定未來太空爭霸賽的勝利走向，錢學(xué)森關(guān)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(xué)森彈道，天下武功，唯快不破

1943年還在美國加州理工大學(xué)古根海姆航空實驗室的錢學(xué)森跟他的兩個同學(xué)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(shè)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(xué)森彈道”又被稱為“助推滑翔彈道”。

錢學(xué)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(shè)計思想。

，在錢學(xué)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(xué)森留下來的遺產(chǎn)，美俄等強國紛紛推出新概念飛航導(dǎo)彈方案，很多都基于錢學(xué)森彈道。

錢學(xué)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(dǎo)彈的路徑也是這樣，但錢學(xué)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(dǎo)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(fù)雜，難以預(yù)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(dǎo)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(dǎo)系統(tǒng)會讀心術(shù)，知道它在想什么！

中國采用了錢學(xué)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(xué)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(xué)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(guān)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(xué)方法，按預(yù)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(yīng)用到自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個領(lǐng)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(xué)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(xué)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(yīng)用突破航天領(lǐng)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(xué)森將系統(tǒng)工程科學(xué)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(xué)、教育、人才、情報和未來研究等社會科學(xué)領(lǐng)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(xué)森先生。錢學(xué)森為中國做出了非常非常多卓越的貢獻，我們應(yīng)該永遠記得他。

我們同時也要記得那些將錢學(xué)森提出的構(gòu)想、原理實踐的科學(xué)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(xué)家！