12月22日，央视科教频道（CCTV10)《实验现场》节目以纪录片形式在《逐梦海天》专题中深度报道我校飞行器基础布局全国重点实验室。具体报道如下：

航空工业发展水平是一个国家综合国力的重要体现，世界主要国家都将航空工业定义为国家战略性产业，世界强国无一不是航空强国。党的十八大以来，我国民用航空工业实现了产能规模倍增、产品研制突破等一系列突出成就，其中面向前沿的科技创新起到了关键的引领作用。

2023年5月28日，国产大飞机 C919完成首次商业飞行，这是我国在民用航空领域一次里程碑式的跨越。C919大型客机最大载客量192人，最大航程5555千米，这是我国首款按照国际通行试航标准自行研制并具有自主知识产权的喷气式干线客机。

在C919研发过程中，我国的航空科研人员先后实现了163项关键技术的突破，其中最关键的就是机翼。机翼是飞机上产生升力的重要部件，正是升力的托举，能让比空气重得多的飞机翱翔蓝天。

科学家们测算，飞机90%以上的升力都是由机翼产生的，但机翼同时也会带来50%以上的阻力。先进的机翼设计被认为是飞机气动效率提升的关键，决定了飞机是否安全、经济又舒适。为C919设计出高气动效率的机翼，就成为中国科学家亟待破解的难题。

西北工业大学飞行器基础布局全国重点实验室副主任韩忠华：

翼型设计得好坏，就决定了飞机能够飞得有多高、飞得多远和能够飞得多高效，那么翼型设计就是怎么样去寻找最优的外形，气动特性达到最好。

韩忠华是西北工业大学飞行器基础布局全国重点实验室副主任，多年来一直致力于飞行器设计空气动力学研究，他所在的实验室建有亚洲最大的低速翼型风洞和增压连续式高速翼型风洞，被誉为中国翼型的摇篮。

翼型是指飞机机翼及尾翼的剖面形状，翼型形状看似简单，却蕴含着丰富的空气动力学原理。不同的翼型对飞机的巡航速度、操纵性能、起飞降落以及所有飞行阶段的空气动力效率都有重要影响。因此，先进翼型设计也被世界各航空强国视作飞机设计的核心技术，是保持竞争优势的关键。

在C919研制启动之初，实验室在高正红教授带领下就直接参与其中。

“作为国内专门研究翼型的国家级平台，实验室就成为了承担 C919大型客机翼型机翼设计科研攻关任务的三个主要团队之一，也是大飞机联合工程队认可的独立承担该任务的唯一高校团队。”

翼型之所以重要，是因为飞机依靠机翼上下表面空气流速不同而形成的压力差才实现了起飞，但随着发动机功率的提升，飞机的速度很快就接近了声速。

声速是指声音在空气中的传播速度。当飞机速度接近声速时，会出现一个新的现象：飞机翼面受到的阻力会突然急速上升，最终不但不会超过声速，反而会因为巨大的阻力诱发剧烈的抖动，甚至导致机毁人亡。这是因为高速飞行的飞机会把前方空气急剧压缩，形成的高压气体堆积在机翼前方，变成一道极为坚固的空气墙，这种现象被科学家们定义为激波。

早期的民航客机采用的都是常规翼型，为了避免激波的发生，就需要把巡航飞行速度控制在飞机周围不出现超声速流动的范围内。因此，制约民航飞机飞行性能的关键不仅在动力，而且在翼型。

上个世纪60年代，有科学家发明了一种超临界翼型，这是一种既能适应高速巡航飞行，又能保持较高气动效率的翼型。

“对于现代的大型客机设计而言，超临界机翼设计是其中一项核心关键技术。我们国家要发展自己的具有完全自主知识产权的大型客机，首先就要有自己的超临界翼型，掌握超临界机翼设计技术。”

超临界机翼的前缘较为圆钝，上部平坦，下部后缘处反凹。这个设计的好处在于钝圆的前缘使空气很快加速到超声速，平坦的上表面又使局部流速缓慢地减小，最终以微弱激波甚至无激波恢复到亚声速，使得激波阻力很小，而下部后缘处反凹能使空气在这里减速，形成高压区，从而增加机翼升力。

这种翼型能使飞机实现更高速的巡航飞行，又能减少阻力，是非常理想的民航客机一型。但这类翼型的关键技术长期以来被欧美航空强国所垄断。为了验证超临界翼型的气动特性，今天韩忠华带领团队成员在实验室风洞中对常规翼型与超临界翼型开展对比实验。

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最有效的工具之一，这次将首先在低湍流风洞中进行实验。

此外，又在高速风洞中进行了多次实验。最终，从风洞实验结果分析，在高速巡航条件下，超临界翼型的气动性能明显优于常规翼型。

“普通翼型在高速情况下，它有比较强的激波，从而带来了较强的激波阻力。而超临界翼型在高速情况下，它的激波比较弱，因此阻力就比较小。”

正是通过大量的风洞实验和数值仿真，实验室掌握了超临界翼型的分析、设计和验证技术。在C919研制过程中，实验室在高正红教授带领下，不断优化翼型和机翼设计方案，最终助力实现了先进超临界机翼技术的成功应用。

C919采用超临界机翼后，不仅显著提升了巡航效率，还减轻了飞机的结构重量，在速度、经济性和舒适性上都有了较大提升，助力国产大飞机一飞冲天。但韩忠华所在的实验室团队的目光还远不仅于此，他们在超临界翼型基础上，又进一步发展了层流超临界机翼。

“新设计的层流超临界翼型，在高速巡航状态下，它的升阻比是远高于超临界翼型和常规翼型，未来在大型民机的研发中，在减少阻力和提高巡航效率方面有很大的发展潜力。”

三十多年来，实验室前身翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室，持续开展翼型和机翼的基础理论分析与设计方法、风洞实验验证等研究，建立了国内唯一由6个系列组成的自主高性能翼型谱系，为国之重器研制做出了突出贡献。

大型客机被认为是现代工业皇冠上的明珠，是各项航空技术的集大成者，也是一个国家整体实力的重要标志。C919的成功研制与投入运营，标志着我国在民用航空领域正在实现从跟随者到领跑者的转变，有力提升了我国在国际航空市场的地位和影响力，更意味着中国航空产业走向了自主创新和自主品牌的道路。

“航空是一个国家的战略性产业，保证的是整个国家的安全，是我们国家强盛的基本保障。因此，我们需要有创新和探索精神，去发明新的飞行原理和设计技术，研发出新一代的先进飞机，实现航空强国的梦想。”

（文字、图片、视频整理：白婧熠；审核：马西平）