今天上午我们参观了中科院动物博物馆,一口警钟伫立在我们的起点。参观由一张来自偷猎者的虎皮开始,无需语言,也足有叩响心门的力量。解说员娓娓道来,听者心情愈发沉重。多少物种,野生的仅存几百只乃至几十只,有的只剩下人工饲养的,甚至野生和人工饲养都已宣告灭绝的……

  不禁开始想,人类还有多久才能回头,才能看到自己以外的东西,才能真正地明白,自己只是宇宙的一个过客呢?恐龙在这个蓝色的水晶舞台上出演了两亿年,然后悄然退场,为哺乳动物腾开了崭新的一页。我毫不怀疑,人类也终将从这个舞台宣告我们的落幕。但我们留给下一个几年的,是一个更加广阔的舞台,还是《微纪元》中那个黑白相间的星球,难道仅因为我们自以为看不到那一天就不去考虑了吗?

  所幸,我们还有希望。从珍妮•古道尔奔走非洲草原,抛洒汗水,到今天保护区如雨后春笋生机勃勃,法律法规建立健全,各行各业人们的努力与付出,濒危动物的保护工作已步入正轨。好事多魔,未来还有很长的路要走,但我们有理由相信,我们会用自己的双手,开拓出灿烂的明天,就像刘慈欣脑海中地面上的透明半球,反射着阳光。

  进入国家动物博物馆,各种标本、图片、专业器材琳琅满目,让我顿时兴趣大增。九个展厅向我呈现了动物界的精彩纷呈。生物的神奇是大自然赐予的造化,这一点又在动物身上体现得淋漓尽致。大到恐龙、蓝鲸,小到昆虫,水里的鱼,地上的哺乳动物,天上的鸟类,无一不是数十万百万年才进化而来的大自然的产物,无一不让人惊叹大自然的神奇。

  让我印象深刻的就是濒危动物展厅了。地球上大部分动物的濒危与人类有直接或间接的关系,濒危动物展厅,只是一条长廊,向我们展示的却是我国特有和珍稀的动物标本,有我们耳熟能详的动物明星,也有我们从未谋面的陌生动物。虽然它们形态各异、姿势各异、表情各异,但是它们都是地球的主人,它们也有权利享受地球的资源。如果没有人类,没有人类的工业化进程,它们也许还成群结队生活着,可是随着人类的出现,随着它们利用价值的发现,在人们贪婪的驱使下,在人们或有意或无意的杀害下,它们的数量一天天减少,活动范围一天天缩小……最后濒危,面临着灭绝的危险。

  博物馆参观时间仅有两小时,但是它带给我的收获却是巨大的。它不仅弥补了我在课堂上一些知识的不足,更重要的是让我近距离接触动物世界,相信这对我以后的学习肯定有着巨大的影响。另一方面,就如同濒危动物馆里的警钟一样,动物博物馆带给我更多的是人性上对动物的一种认知,这也许会使我的观念有所转变,人生有所不同。

  7月27日,UCAS夏令营的同学们参观了中科院力学所的JF-12高超声速风洞。从外表看来,超声速风洞似乎就像一根长长的钢管,上面接了几个大大小小的不同颜色的罐子。外表如此简单的装备,为何会成为教授口中的“国之重器”,又成为全世界争相研发的尖端科技呢?下面让我们来一探究竟。


  在航空发展的早期,英国军事工程师、数学家Benjamin Robins(1707-1751)发明了一种旋臂机装置来测算物体空气阻力的大小。它的主要部件是一根水平的横杆,固定在一根垂直轴上,杆的前端可安装待检定的风速计,旋臂旋转的动力由重物沿滑轮下落提供,使仪器在xy平面内作圆周运动。旋臂顶端的线速度很容易确定,只要室内的空气保持静止,其顶端的线速度就相当于仪器不动时气流的速度。(即v=ωR)Robins描述了旋臂机测量阻力的原理:“当旋臂和物体的阻力小于重物M的重量,重物将加速下落,因而带动实验物体旋转,这又导致阻力增加,直到这个阻力与重物近乎相等为止······因此不难设想,通过合适的观察和实验,物体的阻力便能确定下来”。

  这种设备一定程度上解决了空气动力试验装备“有无”的问题,而其设计原理所带来的问题亦十分明显:当旋臂转速加大后,由于它的带动,室内气流将失去相对静止状态,造成检定误差。同时,由于所受实验的零件各部分的轨迹是由曲线的缘故,与零件直接直接接触的空气质点,遭受着离心力的影响,这种力量引起了零件压力中心移向离心力的作用方向,使问题变得更加复杂化,在实验中要加入相当程度的修正。

  由于这些问题,人们开始思考一种更可靠的模拟试验方法,如果直接用风机产生的平稳气流直接在密闭空间内吹过模型,不一样能模拟物体的飞行状态吗?于是便有了风洞的概念。在1871年,英国航空学会的Francis Herbert Wenham设计第一个封闭式风洞来解决这些问题。

  风洞从风速上区分,主要分为亚声速风洞(M0.4-M0.7)、跨声速风洞(M0.5-M1.3)、超声速风洞(M1.5-M4.5)与高超声速风洞(M5.0+)。从结构上分,亚声速风洞又分为直流式与回流式;超声速及更高速的风洞又分为激波风洞、炮风洞、热冲风洞等等。一般的风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统组成。

  洞体部分有一个能对模型进行必要测量和观察的实验段。实验段上游有稳定气流的稳定段和使气流加速到所需流速的收缩段或喷管。实验段下游通常有减少能量损失的扩压段和将气流引向风洞外的排出段或导回到风洞入口的回流段。有时为了降低风洞内外的噪声,一些风洞装有消声器。

  起初,科研工作者们想象的很简单:用一根管子,装上很大的电风扇,不就能模拟均匀的气流吗?他们成功地制造出了亚声速风洞:它们通常以电机作为动力系统,风速约在0.2-0.8马赫之间,一般可以满足建筑、桥梁模型,汽车,客机,旋翼机等的测试需求。

  但在研究的过程中,科研人员发现,当风洞中气流在实验段内最小截面处达到声速之后,即使再如何增大驱动功率或压力,实验段气流的速度也不再增加,这种现象后来被称为壅塞。而随着航空乃至航天技术的进步,人们已经不再满足于声速以下的飞行。而超声速飞行下的空气力学特性,则与亚声速时相去甚远。在超声速探索的早期,人们因为缺乏相关的认识与设备,挖空心思想出各种替代方案,也曾付出过惨痛的代价。如第一种实用化的喷气机Me-262,曾多次被认为因在俯冲中达到声速而解体或失控。而在“双二”飞机研发的早期,F-104的总设计师也曾因为缺乏实验设施而向陆军“借”了500枚114mm火箭弹,直接在火箭弹上加装传感器和机翼模型以测试飞机的气动外形。由此不难看出,仅有的亚声速风洞对于步入超声速阶段的人类航空技术的无能为力,人们开始为打造超声速风洞而努力。

  而超声速风洞的打造也可以从生活中的两样物品找到灵感:气球和罐头。

  相信大家小时候都玩过气球,气球充满气后,松开手,气球便会向后喷气而飞走;而在开启罐头时,我们时常能听到“啵”的一声。这两种现象,都是由于容器内外存在压力差而产生的。气球内部压力大,气体向外吹;罐头内部抽了真空,气体就向里面流。倘若压差够大,这两种作用所产生的气流非常强,以至于能够抵消激波阻力,继续提高气流速度。

  超声速风洞便主要依据这两种原理建成,用白话说来,超声速风洞就分为“吹式”,“吸式”和“前吸后吹式”,它们的原理都是通过制造试验段前后的极大压差而实现的。终于在1905年,德国建成了第一座超声速风洞,最高速度达到了M1.5,突破了声速的障碍。但受限于工作原理,超声速风洞的试验段一般远小于亚声速风洞,而持续工作时间更是只有短短的几十毫秒。就像气球一样,气跑完了,气球也就落地了。一般的超声速风洞,试验段截面积更是只有不到0.5m*0.5m的大小,只能放入极小的缩比模型。而在空气动力学领域,极小比例的缩比模型误差较大,甚至可以达到50%,这对于研究工作的后续开展,是极为不利的。

  而中科院力学所的JF12通过创新工作原理,实现了直径3.5m,长8m试验段的130ms工作时间,对于研究高超音速领域的研究者,这台设备从数量级上增长了测试物体的大小,使高超音速风洞的实物测试成为可能。可以说,这简直是航空航天专家的“梦幻装备”,有了它,中国的导弹,火箭,空天飞机,再入式滑翔飞行器都将迈上新的台阶。

  至此,我们简要的了解了风洞装置的前世今生。相信在风洞的轰鸣中,一代又一代的科研工作者将会把中国航空航天事业推上新的高峰。而想要更好的了解这些地上卧着的“铁龙”,我们年青一代也更要牢记“志向,使命,成就”,以崭新的面貌迎接属于我们的生活,投身对口专业的建设,亲手建设属于我们的新时代!

  老师说,人一生有四个阶段:出生、成家、立业、死亡。有个姑娘说,立业应该在成家前面,老师问:“姑娘,到时你还嫁的出去吗?”全场响起了掌声。有人说人就有两个阶段,出生和死亡。那什么证明我们来过呢?大概就是我们所创造的,给世界留下的东西吧。先贤已逝,他们的精神却在激励一代代的人,鼓励大家永攀科学的高峰,永远保持对知识的热爱。两个小时的报告不一定句句都是经典,也许在某个不经意的时候,某一点就触动了自己,于是整个报告都变得意义非凡。这正像《小王子》里所说:“因为你知道其中一颗星星上有你喜欢的人,她笑一下,于是整片星空都笑了起来。”

  当早上到达国家动物博物馆的时候,还没有到开门时间,大家都在旁边照相。“后之览者,亦将有感于斯文”,大家争先恐后的在这里照相,也许目的不只是记录自己来过吧?我们走过那么多地点,留下那么多照片,风景总是相似的,大概总是为了以后看照片,找到属于自己的感动吧。

  今天偶然读到了北野武的一首歌的歌词:

  喜欢看星星

  看着夜空陷入沉思 比什么都快乐

  百年以前的人们 千年之前的人们

  万年之前的人们 百万年前的人们

  千万人所见之星             

  与你我此刻所见之星

  并没有什么变化 这真让人快乐

  喜欢和你在一起

  思考关于星星的一切 比什么都快乐

  连星星也笑了的时刻 连星星也被悲伤浸透的时刻

  那一日 那一刻

  为我们昔日所见之星

  与我们今日所见之星

  毫无不同 这真让人快乐、

  想起木心先生的一句话:日本人的诗,就和他们的清酒,抹茶一样。淡淡的有自然的清香。

  想起最近在国科大看到了许久不见的星星,暗暗感叹白天的太阳没有白晒,大概也只有在这样的北京,才能见到吧。星星是平常的,不过在忙碌奔波了一天,在身心俱疲的一天的最后,见到这样微弱而感动的场景,那一刻,所有的辛苦都化作了浸润心田的甘泉。这样的感动,就是在国科大独一无二的记忆吧。

  

有些事我都已忘记

但我现在还记得

在一个晚上我的母亲问我

今天怎么不开心

我说在我的想象中有一只大果壳

与众不同最有趣剥起来肯定棒

整个世界找遍所有的街都没有

她说将来会找到的时间会给我答案

几年后我再次寻找依然没有发现

终于我去了另一个城市

这里的人们称它为五朝古都

时间过的很快夜幕就要降临

我想我必须要离开

当我正要走时我看到了一个雁栖湖

那就是我要的大果壳

我的大果壳有趣有趣最有趣

回家的路上我情不自禁

咀嚼咀嚼

在这科学的路上咀嚼

月光下我看到自己的身影

有时很远有时很近

感到一种力量驱使我的脚步

有了大果壳天黑都不怕

一口两口一口两口

一口一口似爪牙

似魔鬼的步伐

咀嚼咀嚼

我给自己打着节拍

这是我生命中美好的时刻

我要完成我最喜欢的探索

在这美丽的长城下在这美丽的湖边

我告诉自己这是真的这不是梦