中国突破30马赫风洞?专家坦言:一旦建成领先西方30年

风洞及风洞实验室其是以人工的方式产生并控制细流用来模拟飞行器或者实体周围气体流动情况并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,通俗来说就是用来测试飞行器的气动性能的实验装置。


因为风洞的独特性所以在航空领域一直流传着这样的一句话:一代风洞技术决定一代飞行器的研制水平,代表着一个国家的科研实力。事实上我国的歼20战斗机能够在较短的时间内研制成功就是得益于当年国家在该领域投入大笔资金建成的超音速风洞。


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但现在超音速风洞已经不够用了,当今世界各先进国家纷纷开展高超音速武器的研究,高超音速飞行器的马赫数从5到30不等,因此高超音速风洞的建设已经迫在眉睫,不过得益于后发优势我国在高超音速风洞建设的领域可以说处在世界前列甚至说是世界第一,而最近又有好消息传来。


据《南华早报》(South China Morning Post)的报导,中国科学院力学研究所副研究员韩桂来在上星期线上演讲中说,在建的北京市怀柔区的JF-22风洞能在音速30倍下,模拟达10公里的秒速飞行。而结合在北京的现有设备,将使中国在这一领域领先西方约20到30年。


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韩桂来详细介绍说:飞机在这种速度下飞行,表面的温度可能达到摄氏10,000 度,热得足以把空气分子分解成原子,甚至为其中部分原子充电。


“随著飞行器速度提高,飞机表明的温度会在短时间内迅速提升。当温度达到2000摄氏度以后,氧分子就会变成氧原子,甚至变成离子,氮分子会变成氮原子,这会出现一些很複杂的情况,”韩随后表示:“这时候空气不再是平常呼吸的空气了,我们研究的飞行器就像在泥泞中游泳。”


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因为这特殊的飞行情况,所以高超音速风洞的研制就尤为重要。而根据中国科学院力学研究所的资料介绍:JF-22超高速风洞是一座超大型激波风洞,其研发目标是针对天地往返飞行技术领域的国家重大需求和高温气体动力学学科的前沿探索,解决超高速飞行技术的试验研究问题。


该项目基于我国独创的激波反射型正向爆轰驱动方法和正向爆轰驱动激波风洞技术体系,建成后将与JF-12复现风洞构成能够覆盖全部高超声速飞行走廊的、具有国际领先水平的地面气动实验平台。


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这里有一点尤为值得注意,JF-22和其他国家风洞的设施不同,不是用机械压缩机,而是靠化学爆炸,以产生高速气流。



为了达到30马赫这一超高标准,JF-22复现风洞用的是独特的正向爆轰驱动,驱动功率大概是15000兆瓦。而三峡大坝的装机容量是22000兆瓦,所以在JF-22工作的那一瞬间,总功率可以跟三峡相比拟。


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当风洞启用时,燃烧的速度比瓦斯炉快1亿倍,可制造出类似飞机在高空以超高速飞行时遇到的激波。


每架飞机或武器模型在生产前,都必须在风洞接受约1万次测试,而相关实验的时间一定要够长,只有这样才能的得出足够可靠的数据来改进飞行器。而在中方的风洞出现之前,国际上非常先进的激波风洞有两个,一个是美国的LENSⅡ,它的模拟飞行速度可达 7 马赫,持续时间为30毫秒。另一个则是日本的HIEST,但它的实验时间只有2毫秒。


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之前央视介绍JF12风洞


至于中方的实验时间则可长达100毫秒,而正常工作时间约为130毫秒。“我们在实验时间上比它们长很多,因此飞行器模型就可以做得比它们大,做的实验就可以比它们先进”韩桂来说,“这决定了我们在国际上的领先地位。”


遥想2016年,美国国家宇航局(NASA)罕见地给中国科学家颁发了一个奖项:地重试验奖,承认中国在风洞领域上在引领全球发展。


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与此同时,美军高官、研发机构纷纷表示:在高超音速武器的研发上中国处于领先地位。这是捧杀吗?不是,因为当年JF12风洞横空出世的时候,我们就甩开竞争者五到十年的差距了,而如今更为先进JF22风洞正在有条不紊的建设之中,是的,中国的科学家要做到不仅仅是领先,而是要不断扩大领先,让对手永远无法追赶!

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页面更新:2024-06-06

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