林鸿荪(1925.10.25—1968.12.15),男,汉族,力学家,化学流体力学专家。1925年10月25日出生于天津。1943~1945年在印度加尔各答大学化学系学习。1945~1947年转赴美国Delaware大学化工系学习,1947年获工科学士学位。1947~1949年在美国布朗大学应用数学系学习,1949年获硕士学位并留校攻读博士学位。1950年回国,分配在中国科学院数学研究所工作,任助理研究员。1956年转入中国科学院力学研究所,先后任副研究员、所学术秘书、研究室副主任、怀柔分部副主任等职。1968年转入国防科委第十七研究院,任副研究员。在1950年
苏步青筹建中国科学院数学研究所、在1953年
钱伟长组建数学研究所的力学研究室、在1955年
钱学森创建中国科学院力学研究所以及1958年建设力学所怀柔分部的过程中均做了大量组织管理工作。回国初期,对弹性柱体、薄板的扭转、弯曲及塑性变形等问题开展了理论研究,1956年以后为创立新的力学分支学科——化学流体力学做出了重要贡献。20世纪60年代在研究液氢液氧火箭发动机总体方案、燃烧传热理论、低温技术和地面试车技术,以及在组织领导研发超低空地对空导弹技术等方面取得重要进展,并为国家培养了一批优秀的力学人才。1968年12月15日于北京去世。
人物生平
林鸿荪,1925年10月25日出生于天津,他的父亲是一位有爱国思想的银行家,抗日战争初期任天津
中国银行副行长,后被派往
印度,任印度中国银行行长。天津日本侵略军曾企图把中国银行所存的一批白银搜括走,他父亲利用英日之间的矛盾与日军进行周旋,保护了民族财产。在这种环境影响下,培育了林鸿荪抗日爱国、追求光明的思想。当日本侵驻天津的势力日益猖獗的时候,林鸿荪和他的姐姐、弟弟由父亲安排先一步离开天津来到上海,并进入上海南洋模范中学求学。林鸿荪聪颖好学,学习成绩名列前茅,且爱好文学、音乐和翻译,他接近进步团体,积极参加其活动。
1943年春,林鸿荪还未读完高中三年级,就离开上海随父亲去印度,考上
加尔各答大学化学系学习。又于1945年春转赴美国Delaware大学化工系学习,1947年秋以优异成绩毕业,获工科学士学位和α-β-κ奖。1947年秋转到布朗大学学习应用数学,并获得该校奖学金。1949年秋以优异成绩获硕士学位,并紧接着攻读博士学位。林鸿荪在美国求学期间一直关心着祖国的解放事业,积极参加留美进步学生组织的各种活动,如1948年参加了“北美基督教学生联合会(CSCA)”,1949年参加留美科协领导的读书会。在这些组织的活动中,林鸿荪思想十分活跃,使他有机会与不少思想进步的留美学生交往相处,接触到不少革命理论书籍,这对他后来投身革命事业有很大影响。
1950年夏天,正当林鸿荪埋头紧张地撰写博士论文的时候,
朝鲜战争爆发了,林鸿荪再也无心继续钻研数学,他毅然放弃了不久即可获得博士学位的机会,日夜兼程回到祖国,正好赶上参加1950年的国庆观礼,不久就投入祖国的科学事业。当年冬天,经组织安排,林鸿荪来到中国科学院数学研究所工作。同年和在美国一起参加进步留美学生活动的杨友鸾结婚。
在数学研究所,林鸿荪和胡海昌等积极协助钱伟长筹建力学研究室。这是我国第一个力学研究机构。它于1951年成立时,钱伟长任研究室主任,林鸿荪任室务秘书,承担了研究室大量日常事务工作。力学研究室是一个学术思想非常活跃的研究集体,林鸿荪一方面积极参加钱伟长组织的“圆薄板大挠度问题”讨论班等活动,又积极开展塑性力学和流体力学的研究、教学工作。1953年开始,他在北京大学数学力学系讲授流体力学课,指导学生的毕业论文。1955年11月,钱学森和钱伟长筹建力学研究所,林鸿荪积极主动承担了许多具体工作。在他的组织下,当年12月就把力学研究室从清华园搬迁到中关村化学所大楼办公,为建所准备各种物质条件。
1956年1月,力学研究所正式成立,林鸿荪被分配到塑性力学研究组工作,同时受钱学森的委托开辟一个新学科——
化学流体力学的研究方向。这年春天,周恩来总理、聂荣臻副总理组织全国科技界制订科技发展十二年规划时,林鸿荪和朱兆祥、郑哲敏一起,作为钱学森、钱伟长的助手,参加了规划的起草工作。
1956年秋,力学所正式建立化学流体力学研究组,林鸿荪任组长,从此开始了艰难的创业历程。1957年招收了研究生。经过短短两年的努力,到1958年秋已相继开辟了四五个研究课题,并和化工冶金所、大连化学物理所、化工部、石油部、冶金部等单位建立了协作关系,在
中国科技大学设立了相应专业。
1958年“大跃进”开始以后,林鸿荪的工作更加繁忙。1958年9月,他兼任了力学研究所学术秘书,协助钱学森、郭永怀处理日常业务工作。10月,力学研究所的机构和体制进行了大调整,把主力转向火箭和航天技术研究。当时成立了两个大机构,即负责卫星和运载火箭设计的“上海机电设计院”、研究探索高能推进剂组合与
火箭发动机地面试验的“
怀柔试验基地”;还建立了一个协调京沪两处工作的办事机构——134办公室。林鸿荪既是“怀柔试验基地”的业务负责人,又是134办公室的负责人之一,担子很重。这时正逢国家三年困难时期,也是林鸿荪一生中最繁忙、最艰苦但却是他的情绪最高昂的时期。1960年11月,林鸿荪加入了中国共产党,终于实现了他多年来所追求的夙愿。
1960年11月,林鸿荪被任命为力学研究所第十三研究室副主任。这个时期,林鸿荪的主要工作是在钱学森的直接领导下,掌握
火箭发动机试车技术、液氢液氧火箭发动机的预研以及对发动机中的燃烧问题、传热问题进行理论与实验研究。1964年1月,成立中国科学院力学所怀柔分部,林鸿荪担任负责业务工作的副主任。
1965年7月,中国科学院接受了中央专委下达的研制超低空的
地对空导弹任务,为此,中国科学院组织全院27个单位共同协作攻关,并建立了领导小组和总设计师组。力学所为总体设计单位,郭永怀为总设计师组组长,林鸿荪、屠善澄为副组长。实际上,当时
郭永怀的主要精力在核武器研究院,总设计师的实际责任是由林鸿荪负责。在中国科学院、力学所领导的支持下,他情绪高昂,极其紧张但有秩序地带动全室协调地工作。在全院各参战单位共同努力下,前后只用了1年零3个月时间,就进行了两次试验弹的发射试验、两次
飞行试验,取得了重要进展,积累了丰富的经验和资料,也为国家培养、锻炼出一支能打硬仗的科技队伍。“
文化大革命”期间,林鸿荪遭到不公正对待。1968年12月15日,林鸿荪逝世。
亲属关系
林鸿荪的祖父林祜侯,为民国时期天津大型纺织企业华新津厂经理。父亲林凤苞,是一位具有爱国思想的银行家,早年曾留学于美国康奈尔大学,接受过东西方文化教育,思想进步。伯父林凤岐,1914年上海东吴大学附中毕业后,到伊利诺州大学取得机械工程学士和密西根大学的航海工程硕士。回国后任青岛胶济铁路工程师,接收日本人移交的四方机头厂。其后带头兴建滇缅、川滇及滇越铁路。中华人民共和国成立后,他留守祖国,出任第二工程局资深工程师。姐姐林薇、弟弟
林戊荪。妻子杨友鸾,两人1950年结婚。岳父
杨公庶,是留学柏林大学的化学博士,曾在北京工业学院任化学教授。
人物事迹
救亡御辱 投身抗日活动
林鸿荪出生于旧中国家庭,家境富庶,其父亲任当时中国银行天津分行的
襄理,在职期间创办外汇业务,竭力扶持华商进出口行业,大力推进民族商业。虽然生活殷实,但在当时的历史条件下林鸿荪的少年时期并非一帆风顺。1937 年七七事变后北京天津相继沦陷,当时林家还住在天津。日本侵占天津后大肆抢掠,年少的林鸿荪不仅亲眼目睹了日本兵在中国的暴行,甚至还曾受到过恐吓。
领土主权横遭蹂躏,民族尊严丧失殆尽,这在这个时期的林鸿荪心里留下极深的印记。救亡御辱的抗日思想深深根植于少年时期林鸿荪的心中,这也是林家迁往上海后林鸿荪积极参加爱国进步团体的原因所在。其后日军驻天津的势力日益猖獗,父亲林凤苞只得借助于在银行工作上的关系,在得到英国人的帮助后,林鸿荪和他的姐姐林薇、弟弟林戊荪由父亲安排先一步离开天津来到上海.。林鸿荪随即转入上海南洋模范中学读书。
林鸿荪思维敏捷聪颖好学,在上海南洋模范中学读书期间不仅学校的成绩名列前茅而且还爱好广泛, 文学、音乐、翻译均有涉及。弟弟林戊荪后来成为我国著名的翻译家,在早年的学习中兄弟两人相互影响。林鸿荪与林戊荪年纪相近、志气相投,在那个动荡的岁月中都怀着对祖国的赤诚之心,这也使得后来即使在美国留学期间两人依然保持着最亲近的关系,弟弟林戊荪对于林鸿荪来说不仅是亲人更是相互勉励相互扶持的朋友。中学时期的林鸿荪已在中、英文上颇有造诣,那时兴趣所致翻译了不少的短篇文学著作,这也为他以后的工作打下了基础。在南洋模范中学期间由于酷爱翻译文学著作,机缘巧合之下结识了当时上海的一些进步青年,并且加入到当时的爱国进步团体中. 后来他还和弟弟林戊荪跟随着一个地下党员去了苏北解放区,参加了新四军领导的革命斗争活动。但是由于不适应当地地区气候,正处于生长发育旺盛期的林鸿荪在长时期营养不良的情况下染患了骨结核,最后不得不回到上海家中休养,等到健康情况有所好转时,已是二次大战结束之后了。但事情并非就这么结束,林鸿荪和他的弟弟林戊荪回到家中之后不久便被人告密,兄弟二人双双被敌伪警署抓去,他们弟兄俩那时还都只是十三、四岁的孩子,尚未成年,由于敌伪警署也查不出他们任何通共产党的证据,无奈之下只得释放了他们。
参与进步活动 立志报效祖国
在美国学习期间,林鸿荪仍心系祖国。即使是在美国求学时期也一直关注着祖国的解放事业,积极参加了留美进步学生组织的各种活动,例如 1948 年参加了 “北美基督教学生联合会”(Chinese Students’ Christian Association in NorthAmerica, CSCA),还相继加入了中国科学工作者协会和波士顿中国学生读书会. 在这些组织的活动中,林鸿荪思想十分活跃,使他有机会与不少思想进步的留美学生交往相处,接触到不少革命理论书籍,这对他后来投身革命事业有很大影响。
对林鸿荪影响最深远的莫过于参加东北部波士顿市一些留学生组织的学习讨论会。这个讨论会每隔几周会举行一次, 地点就设在哈佛大学一座楼的小厅里。为参加讨论会, 林鸿荪兄弟俩经常要赶很远的路,有时连饭都顾不上吃。虽然辛苦但两兄弟积极参与极少缺席。有一次弟弟林戊荪来晚了,讨论会已经结束,连晚饭也进入尾声,林鸿荪就在厨房打下地铺,把讨论会的内容讲给弟弟听。讨论会每次都会设一个主题,多是关于国内解放战争的进展,中华人民共和国的成立以及国内的政治、经济形势的。也是在这个讨论会中林鸿荪接触到毛主席写的《论人民民主专政》,学习了《共同纲领》以及马克思列宁的著作,交流有关国内的信息,但当时来自解放区的资料并不多,哈佛的燕京图书馆有一些英文版的《中国文摘》, 大家相互传阅。讨论会不但使他们对共产主义和人民解放运动有了更加深刻的理解,而且在留学生应该做些什么等问题上得到启发,认清自己身负的责任,坚定了回国报效的决心。
创建化学流体力学
林鸿荪是应用数学专家,化学、化工和流体力学的基础又很扎实,加上他的思维敏锐、富有开拓精神,在中国科学院力学所,创建化学流体力学这一高难度任务就很自然地落到他的肩上。自从林鸿荪受托开辟化学流体力学的任务后,迅即投入查阅文献和调查研究的紧张工作之中,他只用了短短半年时间,就提出若干个紧密联系实际的研究方向,包括固定床、固体流态化、冲压发动机中的稳定燃烧问题、转炉顶吹氧气炼钢中流体力学问题等,其中又把化工、冶金工业中有广泛应用前景的固体流态化作为近期主攻方向。
为了使研究工作既能密切联系实际,又能与产业部门研究机构有明确的分工,他亲自带领组里年轻人深入到工业部门调查,同时也非常重视对国内外有关文献资料的搜集,并组织全组作了详尽的研究和总结。
与化工冶金研究所是合作关系最好的单位。林鸿荪与郭慕荪经常交流固体流态化方面科技信息,两所共同举办了“固体流态化”专题讨论班,双方作了明确的分工:力学所以流态化机理研究为主,化工冶金所则侧重实际冶金过程的应用研究。根据两家分工,林鸿荪对流态化实验室的建设抓得很紧,1958年夏,在力学研究所新大楼刚刚建成还不到半年时间,流态化实验室就已初具规模,并进行了试运行。
为了能以较快速度建立起一支从事化学流体力学研究的高水平的科研队伍,经林鸿荪的努力,力学所首批招收研究生时就录取了两名化学流体力学专业的学生,同时筹划在中国科技大学力学系建立相应的专业。到1958年秋,化学流体力学研究组的力量有了很大增长,已从两年前的3人发展到10人,已经提出的几个方向都已有人着手开展工作,取得一定进展。
1958年10月,力学所贯彻以任务带学科的方针,对研究体制进行了大调整,所有以学科为主线建立起来的研究被撤消,化学流体力学研究组也不例外。虽然化学流体力学创建的历史还很短,但林鸿荪对它已经产生了极其浓厚的兴趣,并不会因为研究机构撤消而停止研究。特别是对人才的培养从未放松过。他在
中国科技大学的教学工作一直按原定计划进行,风雨无阻,挤时间备课,自编讲义,非常认真。不管工作多么繁忙,林鸿荪每学年都要亲自指导几名学生的毕业论文。这些学生毕业后大部份被分回到力学所工作,后来都成为业务骨干。
为发展我国航天事业,林鸿荪服从研究所的总体安排,从1960年秋起,将主要精力投入到液氢液氧火箭发动机的研究工作中去。他对其中的燃烧问题特别重视,始终不忘与开辟化学流体力学的工作相联系。他认为,燃烧理论是化学流体力学学科中的一个十分重要的方向。通过几年来实际任务的推动和林鸿荪的努力,火箭发动机中的燃烧理论研究取得重要进展。1964年3月,在大连由国防科委主持召开的“火箭发动机燃烧与烧蚀专题学术讨论会”上,林鸿荪作了学术报告。这篇论文比较系统地阐述了林鸿荪关于燃烧理论的基本思路。林鸿荪就是这样在肩挑繁重的国防尖端研究任务与科研组织管理工作之同时,抓紧一切时间,以“任务带学科”对化学流体力学理论进行深入系统的钻研,力争有新的突破。
研制液氢液氧火箭发动机
液氢液氧火箭发动机作为航天运载工具有着它独特的优点:能量高,比冲值可达420s以上,有利于大幅度提高有效载荷;无毒,来源丰富。在60年代初,当时全世界还只有美国刚研制成功。在没有掌握任何资料的条件下,力学研究所第十三研究室(后改为怀柔分部)在钱学森的直接领导下,由林鸿荪负责组织全室人员在国内率先开展了液氢液氧火箭发动机的预研工作,历时六七年。
在六七年时间里,由于各种原因,研究任务曾有多次变动,给研究工作带来很多困难,但林鸿荪和参与工作的全体人员锲而不舍,仍然坚持下去,终于获得了重要成果,为我国航天事业赶超世界水平作出贡献。
林鸿荪领导有关人员进行了15t推力和100t推力液氢液氧火箭发动机的总体性能研究,提出研究报告。对推力室的工作特点进行了深入的分析研究后认为,液氢作为冷却介质与一般
液体推进剂有很大区别,在详细计算了氢在临界状态下的热物性数据及变化曲线后,说明氢的密度不断有变化,从而提出氢介质在再生冷却通道中为变截面管的设计方案。经过分析研究后确定,液氢经过冷却夹套然后进入推力室时是气体状态,氧在进入推力室时是液态,因而提出环形喷注器的优化方案。
关于液氢液氧火箭推力室的燃烧过程,林鸿荪等人提出了液氧液滴蒸发是燃烧速率控制级的燃烧模型,它能比较准确地描述氢氧火箭燃烧室的工作过程,并进行了大量计算与分析,为燃烧室设计提供了重要依据。林鸿荪还以重点课题深入研究了燃烧振荡问题,从理论上指出解决不稳定燃烧问题的途径,引起理论界和发动机设计部门的很大兴趣和重视。
林鸿荪还组织有关人员开展了液氢、液氧在超临界压力下湍流换热规律的研究,提出了换热模型。与此同时,建立了液氧在超临界压力下传热实验系统,准备下一步为传热设计和冷却夹套阻力计算提供有用数据。
在1960年至1964年四年多时间里,林鸿荪为实验室的建设和掌握实验技术,在荒郊野外,经过无数的艰难困苦,相继建立了硝酸-苯胺火箭燃烧室试车台、气氢-液氧火箭燃烧室试车台、液氢-液氧火箭燃烧室试车台和传热实验室,取得大量有价值的实验数据。在硝酸-苯胺燃烧室试验技术及测量技术方面取得重要成果,计划进一步开展燃烧振荡实验研究。多次进行以气氢和液氧为燃料、推力为200kg的燃烧室性能试验,其中最长一次正常运行时间达400多秒之久;取得一批燃烧室性能数据,与理论计算结果十分吻合,是设计推力室时十分宝贵的资料;同时,解决了点火起动、喷注器设计、压力调节、混合比控制、测试技术……等一系列技术问题。1964年11月24日,在林鸿荪指挥下,我国第一次正式以液氢和液氧为推进剂、推力为500kg的火箭发动机地面试车一次点火试验成功,试车时间超过20s,它标志着这种高能火箭发动机研制进程中一次重大的技术突破,尤其是有关低温技术的掌握,也是液态氢从实验室少量使用转到大量工业化应用过程的一次突破。
上述成果的获得为我国研制用于航天运载工具中的第三级发动机(以液氢液氧为推进剂)迈开了第一步,奠定了重要基础。
研制超低空地空导弹
1965年春,根据中央专委和中国科学院的要求,要以两年左右时间研制出一种能被战士肩扛的超低空导弹。这种导弹类似于当时美国研制的“红眼睛”(Red Eye)超小型
地空导弹,美国用了近十年时间研制成功。那时科技人员能找到的资料仅有一张照片,困难之大可想而知。林鸿荪首先和大家一起对这种导弹的作战使用要求和战术技术性能指标进行了深入论证和详细分析,列出了必须解决的关键问题。重量要轻,推进剂比冲要高,导弹一出筒就要咬住目标跟踪追击,要保证战士的安全,要有高效率的战斗部……等等。中国科学院把该项任务作为当年全院第一号任务,并于1965年7月成立了领导小组、总设计师组和“541”办公室,以做好领导与协调工作,郭永怀被任命为总设计师组组长,林鸿荪、屠善澄和顾以健被任命为总设计师组副组长。力学研究所分部负责弹体总体设计,发动机和发射系统研制,空气动力及结构强度的分析和试验,林鸿荪是分部副主任,技术总负责。从此,林鸿荪开始投入了一场“短兵相接”的激战,为了“541”,他不知度过了多少个不眠之夜。
林鸿荪深知自己身上的重担。力学所怀柔分部实际上是“541”任务的总体部,又是两个十分重要部件(发动机和发射系统)的研究单位。林鸿荪是分部技术总负责兼副总设计师。在林鸿荪的主持下,不到一个月的时间就完成了试验弹总体设计方案,完成了发动机和发射系统的设计图纸资料,提交总设计师会议讨论后付诸实施。工作中林鸿荪紧密依靠群众、依靠组织,集思广益、群策群力。
整个研制工作过程像一次团结协作的大合唱,林鸿荪就是合唱队的指挥。由于任务分散在二十几个单位干,常常是一个舱段甚至一个大部件都是由几个单位共同完成,这就要求相互间配合默契、紧密合作,更重要的是有一个有效的协调和调度机构,有一名称职的总指挥。经过短短三个多月的努力,发动机地面试验进行了300多次,达到了预定设计要求,其它分系统和各项工作也都按时或提前完成。林鸿荪还组织分部有关科技人员用了40天时间就在怀柔建立了一个达到相当水平的小型导弹发射试验场。1965年12月~1966 年1月,在林鸿荪指挥下在怀柔试验发射场进行了多发试验弹的发射试验,得到了重要试验资料,1966年3月至4月又在国家靶场进行了
飞行试验。这两次试验,全面检验了试验设计方案,取得重大进展。
在这一段非同寻常的日子里,林鸿荪为“541”任务呕心沥血、日夜操劳,为任务的顺利推进付出辛勤的劳动,同时也充分表现出他博学多才的创造力与善于协调的凝聚力。他对研制过程中的每一个比较重要的问题都是亲自过问或亲临第一线指挥,不放过一个细小的疑点、漏洞,严格把关。通过短短几个月的时间,在林鸿荪、
屠善澄和
顾以健等的主持下,在5个技术问题方面有了重要突破。这些重要研究成果都为后来的工作打下坚实基础,有关资料都转给有关部门并为以后研制成功同类的低空导弹提供了基础。
亲友回忆
林廉:堂哥三岁左右便患上“
骨结核”,因此,脊柱不能支持身体,初期靠打石膏,后来靠铁支架把上身支撑起来,这种支撑在他到了美国,20岁后才最终卸下。可以想象他经受的苦难吗?在又湿又热的夏天里,没有抽湿机,没有空调,顶着一个不透风,不透气的架子,汗流浃背,满身痱子,能不难受吗?我有5个哥哥,其中最爱运动的二哥跟他同龄,哥哥们在门外踢球游玩时,堂哥只能坐在屋内,把全部精神寄托在书本中。他的孤寂有时会被一些闯进去的小女孩打破。她们会摸摸他的“铁甲”,他也会摸摸她们的小脑袋。一切都在不言中!他从博览群书,写小品文,翻译各种短篇小说中得到灵感和激励、得以在思想上天马行空,也得到精神上的慰藉。正因为有这样的经历使他成为一个独立思考,自我学习的能手。
杨友麒:林鸿荪在我的印象中,有两方面的特点给我留下特别深的记忆:第一方面是他的外语能力极强。他从美国回来,俄文是回到国内才开始学习的,但是仅花费一、二年时间他就掌握了,并开始大量阅读、翻译俄文资料。我的父亲杨公庶是留学柏林大学的化学博士,当时在北京工业学院任化学教授,他的俄文不行,有篇俄文资料需要由俄文翻译成德文他才能看,正好林鸿荪来家里,他叫姐夫帮忙。鸿荪二话没说,一边看着俄文,一边用打字机打成德文。这让我母亲十分惊讶地说:“没想到他德文也那么好!”。
第二方面是他的酷爱读书学习的精神。曾有一个趣闻:林鸿荪在中国科学院力学所图书馆阅览杂志过于专注,完全忘记了下班闭馆时间的事。结果已经过了闭馆时间,他还一心专注地阅读杂志,工作人员几次提醒他“林先生,该下班了,要闭馆了!”,但他完全没有听见,不管不顾,只管一心读下去,搞得工作人员无法闭馆。最后,他们只好跑到他的家里来求助于大姐,领她赶紧一同去劝他出来,才算收场。