徐芳芳

　　
　　
　　人类在探索大自然的漫长岁月中，一直就有翱翔天空、遨游宇宙的愿望。徐旭从幼年喜欢的火箭模型，到如今研发火箭发动机，从零开始研究超燃，不断探索临近空间，致力于让航空航天更好地服务社会。今年是徐旭在北京航空航天大学的第33年，从出色的学生到优秀的教授，他和宇航学院一起成长，从未停歇。
　　
超燃：飓风里点火
　　“我的研究用一个比较热的词来概括，叫作超燃。网络语超燃是说心情特别激动，热血沸腾，但是在我们这，超燃指的是超声速燃烧。”徐旭从本科到博士再到留校工作，在北京航空航天大学度过了33个春秋。他高考填报北航的一个主要原因，是他从小就喜欢看战争片，平时爱做飞机、轮船、坦克的木质模型，尤其对火箭非常感兴趣。出于对火箭的痴迷，徐旭寻找着与火箭相关的专业，结果发现了火箭发动机专业。“其实我也不清楚火箭发动机跟火箭有多大的区别。”徐旭笑着说自己是稀里糊涂和火箭发动机结缘的。
　　谈到现在的研究——超燃，徐旭说那时也是机缘巧合，刚好学校有这方面的研究，虽然自己以前对超燃并无接触，但一切从零开始，看书、查资料，他慢慢投入到了超燃的研究中。“超燃，用我们自己的话说就是飓风里头点火。”想象一下，如果人站在操场上，用手划火柴点火，风一吹就灭了。而超燃是在超声速状态下的燃烧，风速可以达到1000米/秒。徐旭解释超燃不仅要燃烧不灭，而且要燃烧得稳定、高效，难度非常大。
　　“20世纪50年代，超燃的概念就已经被人提出，但是真正付诸试验，则是从90年代开始的。”徐旭感慨自己刚好是从2000年开始介入到超燃研究中来的，一直在做相关的理论研究、实验研究，还有数值模拟研究。
　　徐旭和他的团队基于目前碳氢燃料超声速燃烧的复杂化学动力学模型难以实际运用在工程中的问题，提出发展一种能够直接使用详细反应机理的、计算效率高的自适应多时间尺度化学动力学计算方法（AMTS），应用于碳氢燃料超声速燃烧的数值模拟。他们开展与试验工况相对应的燃烧流场数值模拟，准确预测扩散、预混及部分预混等不同的燃烧机制，取得与试验结果相一致的数值模拟结果，给出AMTS方法应用于碳氢燃料超声速燃烧计算精度和效率的可信结果。这是徐旭目前正在做的国家自然科学基金面上项目——“超声速燃烧数值模拟中的自适应化学动力学计算方法研究”的核心内容。
　　
临近空间：最合适超燃的地方
　　“另外一个跟我的工作有很大关系的术语叫临近空间。临近空间（Near space）指的是介于传统的航空（0.20km）与航天（>100km，卡门线以上）领域之间的一个空间。”徐旭告诉记者，这个范围对于飞机来说，很难上到这个高度，而对于航天来说，卫星到这个高度很快就会因为气动阻力掉下来。临近空间对大多数研究人员来说基本上是一个空白的领域，但是现在随着航空、航天融合发展的趋势越来越明显，临近空间重要的开发应用价值开始引起学界和业界的广泛关注。
　　“超声速燃烧的动力应用最大、最合适的一个场合就是临近空间，与我的研究是密切关联的。”徐旭参与科研院所一项关于火箭冲压组合发动机的研究在2019年获得了国防科学技术奖二等奖（排名第二）。火箭冲压组合发动机是在临近空间使用的一种发动机，因为现在传统的航空发动机是无法在临近空间使用的，用不了的该怎么办？徐旭和他的团队的做法是，把航天发动机和航空发动机组合起来使用，这样一来就可以保证飞行器能够飞到临近空间。徐旭在该项目中主要负责火箭发动机的设计部分，然后进行生产试验，最后成功发射。“这是国内第一次做组合循环发动机的飞行实验，以前是没有的，以前的发动机都是单一循环的。”徐旭说。组合循环发动机目前也是国内外发展的大趋势，越来越多的研究者意识到，探索临近空间需要把传统的航空跟航天发动机结合起来。
　　在解决了技术难题之余，项目在人才培养上还有另外一项贡献。“我们在参与项目的同时，总结了相关资料，提交了一项国家工程硕士培养案例。”徐旭说，“现在国家有一个提法，是通过工程项目来培养硕士，也就是工程硕士。当时我们正好有这样一个项目，有很多博士、硕士参与，最后项目完成后，我们把整个项目的资料进行了整理，做成视频提交给‘航天工程硕士研究生教学案例库建设’项目，为工程硕士的培养贡献了自己的力量。”
　　
孜孜不倦，燃烧自我
　　回想起自己的研究生涯，徐旭仍然觉得最大的困难还是刚开始接触超燃的时候：两眼一抹黑，搞不清楚其中有哪些关键技术，因为从来都没有接触过，只能靠自己一点一点地看书、查资料，起步非常困难。行业内开会的时候，大家经常为一些基础性的问题争论得不可开交，后来随着技术的发展，问题逐渐清晰起来，争论也就少了。“2005年，我们有了自己的实验研究以后，好多问题在实验研究的过程中一步一步变得更清晰了。以前我们仿真计算出来的东西，自己都不知道是不是客观存在的，直到我们做了实验以后，才慢慢感觉到进入了轨道，有了更直观的认识。”徐旭觉得在没有真正了解之前，大家都是在门槛的外面，摸索就成了那个时候比较痛苦的事情。
　　现在，徐旭已经从当年的艰难摸索中突围，在北航拥有了一支小而精的团队，“我的科研团队规模不是很大，目前有三位老师，除了我还有两位副教授，一位擅长实验研究，一位擅长理论计算，可以说是我的左膀右臂”。北航的人均科研经费，在国内高校里始终名列前茅，每年人均100多万元的科研经费，与之相对的是学校对引进人才的筛选出了名的严格。徐旭表示这就要求自己团队里的每个人都要有非常强的能力，因为个人科研能力的不足，很可能会影响到整个团队的发展。
　　除了科研工作，教学是徐旭的另一份责任。在谈到对学生的培养时，徐旭有着自己的一些看法。“我认为博士生也好，硕士生也好，经过3年或者5年的学习，最后顺利地毕业，真正的收获是掌握一门技术。有了技术之后，无论你去哪里都有自己安身立命的本钱，这是核心的。”徐旭说，对于学生的培养不能一概而论，而是要因材施教。擅长理论研究的学生，当然要写更多的文章来展示理论研究的成果。擅长工程研究的学生，就要通过参与更多工程项目的研究提升自己的实践能力，把论文写在大地上，写在蓝天上。
　　古人常说五十知天命，但是对于已经过了50岁徐旭来说，科研无止境，要做的事情还有很多。徐旭对于今后的规划和目标非常明确。首先是把自己的课题组发展好，把两位左膀右臂的副教授带好，把课题组的仿真计算和实验研究这两条腿都发展好，不能“一条腿粗、一条腿细”。
　　除了课题组，徐旭对于未来航空航天的发展有着自己的思考，“我非常看好将来空天融合大背景下组合动力的发展。”徐旭和他的团队现在正在编著一本关于组合动力的专著，他打算花比较多的时间和精力做关于组合动力方面的研究，这会为将来航空和航天下一代的动力发展打下比较好的基础。徐旭也清楚地意识到这是一个比较长远的目标，需要花费10年、20年甚至30年不断地投入、不断地推进。“我离退休也就剩10年了，至少想在我看得到的10年里，能从构建理论模型、完善实验设施、培养人才、编写教材这几个方面，做出自己的一点贡献”。