工程熱物理學家吳仲華

上個世紀70年代初，在“北大荒”當“知青”時我就聽說英國羅爾斯－羅伊斯發動機公司的斯貝發動機是中國人發明的。這事兒在當時是如何提及的場景我早已遺忘，但中國人發明了斯貝發動機這事始終記的。

斯貝是英國著名發動機廠家羅爾斯一羅伊斯在上個世紀60年代研製並生產的系列渦輪風扇發動機的一種型號。據稱吳仲華為其發明者，但是未有相關報道，可以確定的是斯貝發動機的理論和吳有關係。或許這樣說更穩妥，吳仲華在上個世紀50年代寫了渦輪機械三元流動的方程，發表了論文。英國按照這個理論做了第一代斯貝發動機。下面是網上有關資料摘編：

飛機上的斯貝發動機是英國羅爾斯－羅伊斯發動機公司針對中、近程旅客機的需要，於上個世紀50年代末期生產的一種低旁通比渦輪風扇發動機。六十年代中期起大量投入使用，分噴水的民用型和加力的軍用型。1964年民用型“斯貝”裝於“三叉戟”、BAC-111等民用客機。軍用型“斯貝”裝於F-4K、F-4M、法國的幻影IV和西德的F-104G等軍用戰鬥機。可以說，曾經的斯貝發動機可是世界聞名，其特點是推力大、耗油低、可維護性好、使用壽命長等。

上個世紀的中國迫切需要加強自己的軍事力量，空軍提高軍用飛機性能的關鍵恰恰是發動機。雖然中共組織人力在自主研發軍用發動機，但諸多技術仍落後世界十幾年。於是上個世紀70年代初，中國大陸從英國購進民用和軍用斯貝發動機。吳仲華曾在英國羅爾斯－羅伊斯發動機公司工作過，不過當時他正負責打掃廁所。因為要進行進口斯貝發動機的中英談判，吳仲華北指派參加中方談判組。

吳仲華，1917年7月出生在上海，1940年畢業於西南聯大後留校任教，1947年在美國麻省理工學院獲博士學位，並先後任美國NACA研究科學家、PIB教授。後來他去英國羅爾斯-羅伊斯發動機公司工作，並於50年代初發表了《軸流、徑流和混流式亞聲速與超聲速葉輪機械中三元流動的普遍理論》論文，其所提出的理論在國際上被稱為“吳氏通用理論”，其主要方程被稱為“吳氏方程”。吳氏通用理論在國際上已廣泛地應用於先進的航空發動機的設計中。不過在1954年，吳仲華選擇了回國。

當中共高層特許吳仲華參與和英方的談判後，英方代表發現這個新來的代表很不一般，對斯貝發動機的原理十分熟悉，於是忍不住請問他的姓名，吳仲華回答道：“我叫吳仲華！”英方代表聞聽很驚訝極。他們顯然知道吳仲華是誰。

吳仲華（1917 07.27 - 1992 09.19）， 中國工程熱物理學家。他成長在一個普通的小康知識分子家庭。其父親是職員，隨和風趣，母親受過良好教育，知書達理，思想開明，勤儉操勞，要求子女勤奮讀書。 兄弟姊妹四人，他排行第三，都和睦相處。吳仲華從小養成了努力學習、做事認真、勤儉節約的習慣和剛正不阿的性格。

1935年他考入清華大學機械系，1937 年盧溝橋事變後，清華南遷到雲南昆明，與其他南遷昆明的大學組建了西南聯合大學，吳仲華於1940年畢業留校任教。

在清華大學一年級時，吳仲華認識了同級同學李敏華，李敏華1940年畢業於西南聯大航空系後也留校任教，他們志同道合，於1943 年結成伉儷，在57 年的共同生活、工作中，他們相親相愛，榮辱與共。

1943年底吳仲華通過清華大學公費留學考試，與李敏華一起乘船赴美國麻省理工學院（MIT）研究生院攻讀博士學位，當時他們認為祖國是農業國，發展農業機械化是當務之急，為此吳仲華希望就讀於農業機械化專業，但該校已不招該專業研究生，吳仲華他們只能改學內燃機專業。後來他們有了兩個孩子，吳仲華為了支持李敏華學習，承擔了大量家務，他們只能兩人輪流上課，當時他們的住處靠近學校大禮堂，每到下課鈴聲響起時，兩人就趕緊換班，分別奔向教室和家中。一位資深教授回憶當年深有感觸地說：“一個小個子女孩打敗了所有男孩。”這個小女孩就是李敏華，因為她的工程熱力學課程成績為全班最好。1947 年吳仲華以優異成績獲科學博士學位，李敏華也於1948年成為麻省理工航空系第一位女性工程博士。

畢業後，為了取得科研工作的經驗，他們倆人先後應聘到美國航空諮詢委員會(NACA，為美國宇航局NASA前身）劉易斯噴氣推進中心進行科研工作。由於他們夫婦沒有加入美國國籍，作為外國人在那裡工作，要經過美國國會批准，當年僅有四名外國人獲准，他們夫婦倆就在其中。吳仲華原有志於傳熱研究，如葉片冷卻，可是劉易斯實驗室希望他從事葉輪機械流動研究，於是他專注於這複雜的流動問題。經過兩年多努力，1950 年他發表了第一篇論文《徑向平衡條件對軸流式壓氣機和透平設計的應用》，之後又陸續發表了一系列論文，並於當年創立了國際公認的葉輪機械三元流動通用理論。上世紀九十年代美國機械工程師學會國際燃氣輪機學術大會評論道：在五十年代初期，國際葉輪機械界發生了兩件大事：計算機的發明和葉輪機械吳氏通用理論的創立，促進了葉輪機械的發展。這兩件事又是密切相關，是吳仲華教授開創了葉輪機械三元流動數值仿真的先河，從此葉輪機械得到蓬勃發展（這段並沒有提吳仲華曾在英國羅爾斯－羅伊斯發動機公司工作過。我傾向於吳沒有去過英國工作）。

朝鮮戰爭爆發後，中美兩國成為敵對國，他們夫婦倆決定再不能為美國軍方服務了。當得知中國代表伍修權到聯合國做報告時，吳仲華專程前去旁聽。第一次在國際舞台上聽到新中國代表的聲音，吳仲華夫婦十分興奮，決定回國，為此他們辭去了在劉易斯噴氣推進中心的工作，轉入紐約布魯克林大學機械系任教授。1954年8月1日，趁星期日紐約機場的移民局辦事處照例關門之機，全家（夫妻二人和兩個孩子）離開美國，以赴歐洲旅遊為名，取道英國、瑞士、 奧地利、 捷克斯洛伐克和前蘇聯，繞過了大半個地球回到祖國。

1954 年底，他們闔家四人回到了久別17 年的北京，李敏華教授專長於彈塑性力學，進入中國科學院力學所工作。清華大學、北京航空學院都聘請吳仲華任教，最後他應了他的老師、清華副校長劉仙洲教授的邀請，到清華大學動力系任教授、副主任。1956年，他在清華大學創建了全國第一個燃氣輪機專業，任教研室主任。同年又與中國科學院合作，創建了中國科學院動力研究室，任研究員、主任，加強了教學與科研的結合，辦公地點設在清華大學近南校門處，動力研究室研究方向是燃氣輪機（包括航空發動機）、衝壓發動機（應用於導彈等）、內燃機。

他一貫重視人才培養，親自製訂教學計劃、上課、書寫講義；他強調基礎理論教育，要求學生除了加強數學、力學學習外，特別強調要學好工程熱力學、流體力學、傳熱傳質學、燃燒學等專業基礎課；他要求青年教師、科研人員和學生一起聽課，上習題課、交作業；他重視實驗室建設，親自兼任實驗室主任，建立了包括葉柵風洞、小型燃氣輪機等實驗裝置；他舉辦訓練班，派送退伍軍人、工人到航空發動機工廠培訓，培養了一批實驗技術人員，從而組建了全面合理配套的科研隊伍。清華大學燃氣輪機專業第一屆畢業生的畢業設計課題是真刀真槍的海軍艦用燃氣輪機，其成果成為以後研製成功的機組前身。1957年，他從動力研究室派出了一批科研人員赴前蘇聯、捷克留學，這些人員其後成長為中國工程熱物理學科的科研骨幹。

對剛回國的吳仲華來講，很難理解當時一系列的政治運動。1958年全國興起“插紅旗，拔白旗”運動，吳仲華堅持實事求是，直言不諱，認為大躍進中某些做法不符合科學精神，被批為保守落後，思想右傾；他強調基礎，被批為理論脫離實際；要學生努力學習，被批為白專道路等等。受到了大字報批判，成為當時清華兩面大白旗之一，批判重點。

1960年，動力研究室與科學院力學研究所合併，吳仲華任力學所副所長，部分研究骨幹被調往火箭研究基地，內燃機研究人員調去上海，航空研究力量減弱。當時中國航空工業，主要依賴蘇聯提供的米格型飛機圖紙生產，蘇聯不提供設計資料，不讓進行科研、實驗，航空發動機科研受到冷落。

上世紀六十年代初，國民經濟恢復，結合當時殲八發動機投人生產、裝備部隊，吳仲華領導的幾個研究室與航空部有關研究所建立了全面合作關係，開展殲八發動機摸底、改型研究。正當科研工作開展之時，1964年又在這幾個研究室開展了“四清運動”的試點，從上到下，人人檢查，大批資產階級思想、資本主義道路，上綱上線，連困難時期多吃了一個饅頭，也被批得痛哭流涕，正常的談戀愛，也要交待得清清楚楚，人人被整得灰溜溜的，三次檢查才能過關。吳仲華作為領頭人自然是首當其衝，又經歷了一次運動的冼禮。運動結束後，大批研究人員下鄉，去山西洪洞縣參加四清工作隊，前後兩期三年整，等到回來，1966年就遇上“文革”，科研工作全面停滯，航空發動機的研究剛起步就夭折了。

“文革”中作為學術權威，吳仲華自然受到不少批判；但他最難以忍耐的是科研工作完全停頓了。實在無聊，不吸煙的他只能玩起煙斗，學會吸煙了，可見他內心是多麼無奈！

1971年他恢復工作後身體力行，積極在全國推廣葉輪機械三元流動理論，他不顧當時被誣為“與工農兵上講台唱對台戲”的危險，在中國科大舉行了全國性的三元流動理論講習班，親自講課，文革後又舉辦了一次，有國內近百位高級專家、教授參加。他將剛發展的應用任意非正交曲線坐標系統的葉輪機械三元流動理論計算程序包，全部無私地提供給國內研究所、工廠、高校等，但在與國外合作時，則堅決保密。當時美國空軍的發動機主設計師要到他這裡考察中國航空發動機設計方法，他予以拒絕。

他長期去瀋陽、西安航空發動機工廠工作，進行發動機改型設計、試驗。他講解三元流動理論、改型設計方法，為工廠、研究所培養了一批人才。他去工廠就住招待所，四人一間，吃食堂，唯一的“特殊”就是自己帶了一瓶醬菜。他和技術人員、工人都建立了非常好的關係，因當時瀋陽主副食供應不好，每次去瀋陽要為他們帶大量的肉、掛麵，裝滿一吉普車。1976年唐山大地震，大家都住在操場地震棚，而他卻堅持在三樓辦公室工作，勸他下樓，他不聽，說“年齡大了，不怕了”。這完全是託詞，其實當時他還不到60歲，而是要堅持工作。因為損失的工作時間實在太多，難得的工作機會對他來講實在太寶貴了。

他親自帶領了一個調研小組，從東北到西北、西南、中南調研了航空發動機工廠、研究所等，得出結論：中國需要發展航空發動機，有關部門需要科研合作。確定在中國科學院力學所內組織力量，航空發動機科研重新上馬。

上世紀七十年代初，中國引進了英國的斯貝航空發動機，由於國家計劃變化，原計劃研製的飛機下馬，這樣斯貝航空發動機就無處可用了，被稱為“由於出身不好，斯妹嫁不出去了”。引進時吳先生還未恢復工作，與他無關，可是後來因為英國方面說明了該發動機設計中應用了吳仲華的理論，有人就誤傳為是他要引進這發動機的，甚至認為他是英國留學生，人大常委會將他分在外事委員會英國組。他恢復工作後，不計較個人名利得失，不避嫌疑臨危受命，為斯貝發動機找出路，積極地提出了斯貝發動機改為艦用、燃氣蒸汽聯合循環裝置等改型方案。他身體力行，投入中國改革浪潮，不要國家撥款，與有關工廠合作成立公司，將斯貝發動機核心機改型為燃氣蒸汽聯合循環發電供熱裝置，儘管最後由於種種原因，這項目沒有長期運行下去，但他開拓了中國自行研製燃氣蒸汽聯合循環發電供熱的先河。後來他動了大手術，住在上海醫院時仍念念不忘，向有關領導寫報告，建議中國要發展燃煤聯合循環，當時沒有筆記本電腦，就專門由學生每天來回在醫院與學校之間，他寫了手稿，學生回校打印後送醫院定稿。他為祖國服務，嘔心瀝血。

1978年，在吳仲華等建議下，國家科委成立了工程熱物理學科組，吳仲華任組長，領導制訂全國工程熱物理學科發展規劃；成立燃氣輪機專業組，吳仲華任副組長；中國要發展燃氣輪機，適應國防、國民經濟發展需要。同年，他創建了中國工程熱物理學會，任第一任理事長。後又創辦了工程熱物理學報，任主編，極力在美國出版中國工程熱物理學報。從此工程熱物理學科有了全國性的學術交流場所和平台。

1980年，中國科學院成立了工程熱物理研究所，吳仲華任第一任所長，本來1963年就批准成立工程熱物理研究所，因為四清運動、文革等被衝掉了。在工程熱物理研究所，他先後建成了一批先進的實驗設備。壓氣機實驗室建成後，國際專家參觀時，都認為是國際一流的。1980年，他應邀在為中央書記處的講課中，提出總能系統、合理梯級利用能源、發展燃氣蒸汽聯合循環等，事後證明這些意見都是正確的、對能源合理利用具有指導性意義。他還為空軍司令部講解航空發動機的發展。