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文/慧心引力佳

编辑/慧心引力佳

一个消息连平时高傲自大的美国，也不得不俯首称臣，表达出艳羡之情，到底是个什么消息呢？

原来是根据央视报道，中国最新的超高速风洞实验室，在经过了整整5年多的研究和开发，付出了无数人的心血，终于在最近通过了全部的验收项目，这个被命名为JF-22的风洞，马上就会投入使用。

而这个JF-22风洞也直接将中国的风洞技术推向了世界的最前列，甚至连西方媒体都盛赞，中国风洞至少领先美国二十年甚至三十年，达到了邻国日本做梦都无法企及的高度。

那么风洞是什么呢？上面所说的超高速风洞又和普通风洞有什么区别？中国凭借什么技术可以让中国风洞领先美国那么多，其中又经历了哪些坎坷？

一、中国建成超高速风洞，领先西方20年

1、风洞到底是什么？

其实，风洞是风洞实验室的简略称呼，这里指的是，在一个管状的实验室里，将风力环境进行真实模拟，通过查看实验室里的风向、风速和温度以及湿度等各项参数，来模拟出如果飞行器在这样的环境中，会有怎样的表现。

因为飞行器只有在高空飞行时，才能获得对各种各样环境的反馈，但自然界又是变化万千的，每次飞机遇到的气流和风速等环境都不一样，所以这就加大了对研究飞行器在不同风力环境适应情况加大了难度。

而且，每次飞行时，飞行员都面临着很大的危险，尤其是极端恶劣的环境下，我们不能拿着飞行员的生命去冒险，因此在一个飞行器彻底投入运营之前，必须在这样的人工风洞实验室里，经受住各种各样的情况，并且满足了各项要求，才能算是真正合格。

因此，风洞实验室对一个国家的飞行器制造和研发，起到的作用可以说是非常重大的。

而世界上第一个想到用这种方式来帮助飞机，模拟飞行环境，要追溯到19世纪中叶，当时，一个叫韦纳姆的英国人，无意中设计了一个木箱子，两边都有开口，就像看看当空气通过这个木箱时，会对飞机产生怎样的影响，虽然谈不上有什么技术上的难度，但它的出现，确实给后来的航天人以足够的启发，也因此，这个“木箱”被认为是世界上的第一个风洞。

后来，到了20世纪初，以造飞机闻名于世的莱特兄弟也制作了风洞，随之到了20世纪的中期，随着飞机制造业的兴起，风洞实验室开始大规模的出现，到了今天，据统计，全世界已经拥有了数千座风洞，光中国就有三个世界级的风洞群，而且是唯一一个能够覆盖所有飞行走廊的大型风洞实验室。

虽然大家都对飞机很熟悉，飞机也成为了现代人出行时，非常常用的一种交通工具，但我们要清楚，如果没有风洞的研发，就不可能有今天飞机的发展，而下面即将介绍的高超音速风洞也会为战斗机和各种航天器、导弹提供更多研发依据。

可以说，风洞是整个航空界的幕后英雄。

2、高超音速风洞又是什么

如果说普通风洞是民航客机的摇篮，那么高超音速风洞就是各种超高速的飞行器，比如战斗机、宇航飞船、甚至火箭和导弹的摇篮了。

随着人类社会和经济的发展，对各类飞行器速度以及性能也有了更高的要求，风洞技术的革新和发展也成为了这其中完全不能绕过去的一环。

3、中国的33马赫高超风洞厉害在哪里

此次发布的JF-22高超音速风洞，可以说直接解决了一个困扰人类60年的巨大难题，甚至有媒体直接把这种风洞称作“非常恐怖的存在”，为什么这么说呢？

因为JF-22的洞内气流，竟然可以达到让人战栗的30马赫，凭借这个速度，它也成为了世界上风速最快的风洞实验室，可以满足现在所有的飞行器以及武器的研发要求。

30马赫到底是个什么概念？咱们用开车来做一个对比吧，在高速路上行驶时，当车速超过120公里每小时时，人已经感觉车有点在飘，而且方向盘似乎也有一些握不稳了。

而30马赫呢，相当于把120公里每小时的车速提高整整36倍速，想象一下这个感觉吧，恐怖吗？而且，根据相关报道，以30马赫的风速吹飞一个建筑物，简直就像是你瞬间吹飞一根羽毛一样，轻而易举。

因此，这个级别的风洞，主要用于研究进行天地往返的飞行器的飞行状态，并且还可以直接将卫星和航天器的发射成本，直接降低90%以上，据介绍，JF-22在北京的怀柔区，已经完成验收。

二、中国风洞的建设历经坎坷

1、上世纪50年代组件风洞研究机构

虽然现在中国的风洞让全世界都竖起大拇指，也让全世界都望尘莫及，但和西方1856年就开始风洞试验相比，我们整整晚了人家100年，直到1958年，才由中国工程院的俞鸿儒院士领头，开始了中国的风洞实验室的研究，实现了从零到一的巨大跨越。

俞鸿儒院士是钱学森院士的学生，而建中国的风洞正是钱学森院士提出的，当时俞鸿儒才只有28岁，成为了钱学森院士和郭永怀院士的研究生，也就顺理成章的成为中国第二代高超音速风洞实验室的研究员。

10年后，俞鸿儒院士和团队向全世界展示了中国第一座高超声速风洞，当时的型号是JF-8，

到了1999年，俞鸿儒院士又把风洞实验室研究的接力棒，交给了刚刚学成归国的姜宗林，虽然中国此时已经研究了将近50年的风洞，但对姜宗林来说，他肩头的任务则更加繁重，因为他必须要将风洞进行创新和提高。

也许你看出了JF-8和现在的JF-22是“一母同胞”，的确，中国的风洞实验室都是以JF为开头进行编号的，但你也会发现，从8-22，我们非常艰难的，历经了三代研究人员的呕心沥血，才走过了这60年，俞鸿儒院士和姜宗林也从当初的毛头小伙变成了现在的耄耋老人。

甚至在2012年，研发JF-12的时候，姜宗林因为过度劳累，直接做了肺部手术，一部分肺叶被切除，但尽管如此，他也没有停下脚步，而是大病初愈以后，立即就开始了一轮又一轮的研发之旅，而他和所有团队伙伴的努力都没有白费，今天的JF-22，向全世界交出了一份天花板级别的答卷，也让中国在这个领域达到了世界的顶峰。

2、俞鸿儒院士引领中国超声速风洞发展

俞鸿儒院士在接受采访时介绍说，最开始研发风洞，条件基本上没有，可以说要钱没钱，要电也没电，但工作不能停，俞鸿儒院士只能放弃用电的方式，改用了燃烧氢气和氧气的方式来做驱动力。

这种方式也存在着爆炸的巨大隐患，但条件所迫，所有研发人员都只能冒着危险进行试验，实验室时不时的传出爆炸声，不知道的还以为这里在放鞭炮。

但就是这样的条件，JF-8还是建成了，不仅技术水平赶上了当时的国际水平，而且造价极低。

之后又过了30年，到了1998年，JF-10终于突破了7马赫，也是当时的世界第一，把世界强国美国和俄罗斯远远甩到了身后，从这以后，中国的风洞再没有被时代落下，反而一直引领着全世界风洞实验室的发展。

2012年，JF-12突破9马赫，温度突破3000摄氏度，因此，东风17、东风27和鹰击21，应运而生。

现在JF-12依然在工作着，并且和最新的JF-22并肩作战，担起了世界上最大且唯一的可以覆盖飞行器全部飞行走廊的风洞实验室。

3、高超声速风洞试验难点

那么高超声速风洞的难点究竟有哪些呢？总结起来基本上有以下4点：

第一就是不能模拟出化学反应机制，第二是但又必须模拟相对应的气温来确保化学反应过程的再现；第三是试验场必须要足够大；第四就是实验时间必须要足够长。

这4个点看似很好实现，但却是困扰各国进行风洞试验的阻碍，而俞鸿儒院士却突破了这4个困难，创新性的研发了爆轰-驱动-高燃-激波的风洞技术，并且提出了相应的理论，这项技术直接将原来技术下的驱动速度提高了5倍之多。

现在全世界的驱动方式有三个，分别是重活塞驱动，加热轻气体驱动，最后就是咱们的爆轰驱动。

三、世界其他国家风洞发展现状

1、美国

即使是全球经济实力第一的美国，目前也只能突破15马赫的速度，这个技术无法突破，直接导致美国之前放话要在2028前，研制出高超音速的导弹，这个大话严重搁置。

2、其他国家

德国还不如美国，只达到了10马赫的速度，这在世界风洞实验室中，只能看做是达到了一个及格线而已。

日本呢，几乎就没有高水平的风洞，所以很多人很奇怪，明明日本的民航业也很发达，为什么造不出大飞机，其实原因就出在风洞上，日本对大飞机的渴望远远超出其他人的想象，但只要日本的风洞实验室技术无法突破，想造大飞机，基本就是痴人说梦。

四、风洞在中国的广泛应用

所以，中国之所以能让C919超级完美的实现首航，和我们的风洞群有着密不可分的关系。

当然风洞现在已经不仅仅应用在飞行器的试验中了，在2022年的北京冬奥会上，就有风洞的身影，而且中国代表队能拿到冬奥会历史上的最佳成绩，也有风洞的一份功劳。

为什么这么说呢？原来北京交通大学的团队研发出了一套针对冰雪比赛中，模拟空气阻力的训练系统，这套系统就是依靠风洞在做辅助。

因为运动员在冰雪运动中，主要面对的就是空气的阻力，如果能将阻力进行模拟，就能给运动员以数据支持，更好的来改进技术和训练，从而在比赛中获得更佳的成绩。

出了北京冬奥会，风洞还可以应用在建筑行业，尤其是南方多台风，建筑们都面临着强度极大的台风考验，如果能利用风洞模拟出实际的台风风速，那么就能给建筑公司提供有利的数据支持，在设计和建设的过程中，规避所有危险因素，提高整栋建筑的安全性。