工程热物理学家吴仲华

    上个世纪70年代初，在“北大荒”当“知青”时我就听说英国罗尔斯－罗伊斯发动机公司的斯贝发动机是中国人发明的。这事儿在当时是如何提及的场景我早已遗忘，但中国人发明了斯贝发动机这事始终记的。

    斯贝是英国著名发动机厂家罗尔斯一罗伊斯在上个世纪60年代研制并生产的系列涡轮风扇发动机的一种型号。据称吴仲华为其发明者，但是未有相关报道，可以确定的是斯贝发动机的理论和吴有关系。或许这样说更稳妥，吴仲华在上个世纪50年代写了涡轮机械三元流动的方程，发表了论文。英国按照这个理论做了第一代斯贝发动机。下面是网上有关资料摘编：

    飞机上的斯贝发动机是英国罗尔斯－罗伊斯发动机公司针对中、近程旅客机的需要，于上个世纪50年代末期生产的一种低旁通比涡轮风扇发动机。六十年代中期起大量投入使用，分喷水的民用型和加力的军用型。1964年民用型“斯贝”装于“三叉戟”、BAC-111等民用客机。军用型“斯贝”装于F-4K、F-4M、法国的幻影IV和西德的F-104G等军用战斗机。可以说，曾经的斯贝发动机可是世界闻名，其特点是推力大、耗油低、可维护性好、使用寿命长等。

    上个世纪的中国迫切需要加强自己的军事力量，空军提高军用飞机性能的关键恰恰是发动机。虽然中共组织人力在自主研发军用发动机，但诸多技术仍落后世界十几年。于是上个世纪70年代初，中国大陆从英国购进民用和军用斯贝发动机。吴仲华曾在英国罗尔斯－罗伊斯发动机公司工作过，不过当时他正负责打扫厕所。因为要进行进口斯贝发动机的中英谈判，吴仲华北指派参加中方谈判组。

    吴仲华，1917年7月出生在上海，1940年毕业于西南联大后留校任教，1947年在美国麻省理工学院获博士学位，并先后任美国NACA研究科学家、PIB教授。后来他去英国罗尔斯-罗伊斯发动机公司工作，并于50年代初发表了《轴流、径流和混流式亚声速与超声速叶轮机械中三元流动的普遍理论》论文，其所提出的理论在国际上被称为“吴氏通用理论”，其主要方程被称为“吴氏方程”。吴氏通用理论在国际上已广泛地应用于先进的航空发动机的设计中。不过在1954年，吴仲华选择了回国。

    当中共高层特许吴仲华参与和英方的谈判后，英方代表发现这个新来的代表很不一般，对斯贝发动机的原理十分熟悉，于是忍不住请问他的姓名，吴仲华回答道：“我叫吴仲华！”英方代表闻听很惊讶极。他们显然知道吴仲华是谁。

吴仲华（1917 07.27 - 1992 09.19）， 中国工程热物理学家。他成长在一个普通的小康知识分子家庭。其父亲是职员，随和风趣，母亲受过良好教育，知书达理，思想开明，勤俭操劳，要求子女勤奋读书。兄弟姊妹四人，他排行第三，都和睦相处。吴仲华从小养成了努力学习、做事认真、勤俭节约的习惯和刚正不阿的性格。

1935年他考入清华大学机械系，1937 年卢沟桥事变后，清华南迁到云南昆明，与其他南迁昆明的大学组建了西南联合大学，吴仲华于1940年毕业留校任教。

在清华大学一年级时，吴仲华认识了同级同学李敏华，李敏华1940年毕业于西南联大航空系后也留校任教，他们志同道合，于1943 年结成伉俪，在57 年的共同生活、工作中，他们相亲相爱，荣辱与共。

1943年底吴仲华通过清华大学公费留学考试，与李敏华一起乘船赴美国麻省理工学院（MIT）研究生院攻读博士学位，当时他们认为祖国是农业国，发展农业机械化是当务之急，为此吴仲华希望就读于农业机械化专业，但该校已不招该专业研究生，吴仲华他们只能改学内燃机专业。后来他们有了两个孩子，吴仲华为了支持李敏华学习，承担了大量家务，他们只能两人轮流上课，当时他们的住处靠近学校大礼堂，每到下课铃声响起时，两人就赶紧换班，分别奔向教室和家中。一位资深教授回忆当年深有感触地说：“一个小个子女孩打败了所有男孩。”这个小女孩就是李敏华，因为她的工程热力学课程成绩为全班最好。1947 年吴仲华以优异成绩获科学博士学位，李敏华也于1948年成为麻省理工航空系第一位女性工程博士。

毕业后，为了取得科研工作的经验，他们俩人先后应聘到美国航空咨询委员会(NACA，为美国宇航局NASA前身）刘易斯喷气推进中心进行科研工作。由于他们夫妇没有加入美国国籍，作为外国人在那里工作，要经过美国国会批准，当年仅有四名外国人获准，他们夫妇俩就在其中。吴仲华原有志于传热研究，如叶片冷却，可是刘易斯实验室希望他从事叶轮机械流动研究，于是他专注于这复杂的流动问题。经过两年多努力，1950 年他发表了第一篇论文《径向平衡条件对轴流式压气机和透平设计的应用》，之后又陆续发表了一系列论文，并于当年创立了国际公认的叶轮机械三元流动通用理论。上世纪九十年代美国机械工程师学会国际燃气轮机学术大会评论道：在五十年代初期，国际叶轮机械界发生了两件大事：计算机的发明和叶轮机械吴氏通用理论的创立，促进了叶轮机械的发展。这两件事又是密切相关，是吴仲华教授开创了叶轮机械三元流动数值仿真的先河，从此叶轮机械得到蓬勃发展（这段并没有提吴仲华曾在英国罗尔斯－罗伊斯发动机公司工作过。我倾向于吴没有去过英国工作）。

朝鲜战争爆发后，中美两国成为敌对国，他们夫妇俩决定再不能为美国军方服务了。当得知中国代表伍修权到联合国做报告时，吴仲华专程前去旁听。第一次在国际舞台上听到新中国代表的声音，吴仲华夫妇十分兴奋，决定回国，为此他们辞去了在刘易斯喷气推进中心的工作，转入纽约布鲁克林大学机械系任教授。1954年8月1日，趁星期日纽约机场的移民局办事处照例关门之机，全家（夫妻二人和两个孩子）离开美国，以赴欧洲旅游为名，取道英国、瑞士、奥地利、 捷克斯洛伐克和前苏联，绕过了大半个地球回到祖国。

1954 年底，他们阖家四人回到了久别17 年的北京，李敏华教授专长于弹塑性力学，进入中国科学院力学所工作。清华大学、北京航空学院都聘请吴仲华任教，最后他应了他的老师、清华副校长刘仙洲教授的邀请，到清华大学动力系任教授、副主任。1956年，他在清华大学创建了全国第一个燃气轮机专业，任教研室主任。同年又与中国科学院合作，创建了中国科学院动力研究室，任研究员、主任，加强了教学与科研的结合，办公地点设在清华大学近南校门处，动力研究室研究方向是燃气轮机（包括航空发动机）、冲压发动机（应用于导弹等）、内燃机。

他一贯重视人才培养，亲自制订教学计划、上课、书写讲义；他强调基础理论教育，要求学生除了加强数学、力学学习外，特别强调要学好工程热力学、流体力学、传热传质学、燃烧学等专业基础课；他要求青年教师、科研人员和学生一起听课，上习题课、交作业；他重视实验室建设，亲自兼任实验室主任，建立了包括叶栅风洞、小型燃气轮机等实验装置；他举办训练班，派送退伍军人、工人到航空发动机工厂培训，培养了一批实验技术人员，从而组建了全面合理配套的科研队伍。清华大学燃气轮机专业第一届毕业生的毕业设计课题是真刀真枪的海军舰用燃气轮机，其成果成为以后研制成功的机组前身。1957年，他从动力研究室派出了一批科研人员赴前苏联、捷克留学，这些人员其后成长为中国工程热物理学科的科研骨干。

对刚回国的吴仲华来讲，很难理解当时一系列的政治运动。1958年全国兴起“插红旗，拔白旗”运动，吴仲华坚持实事求是，直言不讳，认为大跃进中某些做法不符合科学精神，被批为保守落后，思想右倾；他强调基础，被批为理论脱离实际；要学生努力学习，被批为白专道路等等。受到了大字报批判，成为当时清华两面大白旗之一，批判重点。

1960年，动力研究室与科学院力学研究所合并，吴仲华任力学所副所长，部分研究骨干被调往火箭研究基地，内燃机研究人员调去上海，航空研究力量减弱。当时中国航空工业，主要依赖苏联提供的米格型飞机图纸生产，苏联不提供设计资料，不让进行科研、实验，航空发动机科研受到冷落。

上世纪六十年代初，国民经济恢复，结合当时歼八发动机投人生产、装备部队，吴仲华领导的几个研究室与航空部有关研究所建立了全面合作关系，开展歼八发动机摸底、改型研究。正当科研工作开展之时，1964年又在这几个研究室开展了“四清运动”的试点，从上到下，人人检查，大批资产阶级思想、资本主义道路，上纲上线，连困难时期多吃了一个馒头，也被批得痛哭流涕，正常的谈恋爱，也要交待得清清楚楚，人人被整得灰溜溜的，三次检查才能过关。吴仲华作为领头人自然是首当其冲，又经历了一次运动的冼礼。运动结束后，大批研究人员下乡，去山西洪洞县参加四清工作队，前后两期三年整，等到回来，1966年就遇上“文革”，科研工作全面停滞，航空发动机的研究刚起步就夭折了。

“文革”中作为学术权威，吴仲华自然受到不少批判；但他最难以忍耐的是科研工作完全停顿了。实在无聊，不吸烟的他只能玩起烟斗，学会吸烟了，可见他内心是多么无奈！

1971年他恢复工作后身体力行，积极在全国推广叶轮机械三元流动理论，他不顾当时被诬为“与工农兵上讲台唱对台戏”的危险，在中国科大举行了全国性的三元流动理论讲习班，亲自讲课，文革后又举办了一次，有国内近百位高级专家、教授参加。他将刚发展的应用任意非正交曲线坐标系统的叶轮机械三元流动理论计算程序包，全部无私地提供给国内研究所、工厂、高校等，但在与国外合作时，则坚决保密。当时美国空军的发动机主设计师要到他这里考察中国航空发动机设计方法，他予以拒绝。

他长期去沈阳、西安航空发动机工厂工作，进行发动机改型设计、试验。他讲解三元流动理论、改型设计方法，为工厂、研究所培养了一批人才。他去工厂就住招待所，四人一间，吃食堂，唯一的“特殊”就是自己带了一瓶酱菜。他和技术人员、工人都建立了非常好的关系，因当时沈阳主副食供应不好，每次去沈阳要为他们带大量的肉、挂面，装满一吉普车。1976年唐山大地震，大家都住在操场地震棚，而他却坚持在三楼办公室工作，劝他下楼，他不听，说“年龄大了，不怕了”。这完全是托词，其实当时他还不到60岁，而是要坚持工作。因为损失的工作时间实在太多，难得的工作机会对他来讲实在太宝贵了。

他亲自带领了一个调研小组，从东北到西北、西南、中南调研了航空发动机工厂、研究所等，得出结论：中国需要发展航空发动机，有关部门需要科研合作。确定在中国科学院力学所内组织力量，航空发动机科研重新上马。

上世纪七十年代初，中国引进了英国的斯贝航空发动机，由于国家计划变化，原计划研制的飞机下马，这样斯贝航空发动机就无处可用了，被称为“由于出身不好，斯妹嫁不出去了”。引进时吴先生还未恢复工作，与他无关，可是后来因为英国方面说明了该发动机设计中应用了吴仲华的理论，有人就误传为是他要引进这发动机的，甚至认为他是英国留学生，人大常委会将他分在外事委员会英国组。他恢复工作后，不计较个人名利得失，不避嫌疑临危受命，为斯贝发动机找出路，积极地提出了斯贝发动机改为舰用、燃气蒸汽联合循环装置等改型方案。他身体力行，投入中国改革浪潮，不要国家拨款，与有关工厂合作成立公司，将斯贝发动机核心机改型为燃气蒸汽联合循环发电供热装置，尽管最后由于种种原因，这项目没有长期运行下去，但他开拓了中国自行研制燃气蒸汽联合循环发电供热的先河。后来他动了大手术，住在上海医院时仍念念不忘，向有关领导写报告，建议中国要发展燃煤联合循环，当时没有笔记本电脑，就专门由学生每天来回在医院与学校之间，他写了手稿，学生回校打印后送医院定稿。他为祖国服务，呕心沥血。

1978年，在吴仲华等建议下，国家科委成立了工程热物理学科组，吴仲华任组长，领导制订全国工程热物理学科发展规划；成立燃气轮机专业组，吴仲华任副组长；中国要发展燃气轮机，适应国防、国民经济发展需要。同年，他创建了中国工程热物理学会，任第一任理事长。后又创办了工程热物理学报，任主编，极力在美国出版中国工程热物理学报。从此工程热物理学科有了全国性的学术交流场所和平台。

1980年，中国科学院成立了工程热物理研究所，吴仲华任第一任所长，本来1963年就批准成立工程热物理研究所，因为四清运动、文革等被冲掉了。在工程热物理研究所，他先后建成了一批先进的实验设备。压气机实验室建成后，国际专家参观时，都认为是国际一流的。1980年，他应邀在为中央书记处的讲课中，提出总能系统、合理梯级利用能源、发展燃气蒸汽联合循环等，事后证明这些意见都是正确的、对能源合理利用具有指导性意义。他还为空军司令部讲解航空发动机的发展。