太牛了!中国又造出一大国重器,速度比声音快30倍,反超美国20年


太牛了!中国又造出一大国重器,速度比声音快30倍,反超美国20年

图为风洞

近日,据媒体报道,中国又造出一件大国重器,它就是JF22风洞,与国内早期同类产品相比,它在性能方面有质的飞跃,最大气流速度比声音快30倍,在各项指标上领先、或者可以说是反超美国整整20年,消息一出,网友们纷纷赞叹道:厉害了!这样的大国重器,堪称航空、航天工业稳步发展的“脊梁骨”,研发它的中国工程团队真是太牛了!

太牛了!中国又造出一大国重器,速度比声音快30倍,反超美国20年

图为风洞

风洞,可以说是所有航空器与航天器的摇篮,在设计过程当中,它们都要不间断的进行风洞实验,一方面观测飞行器周围气体流动,另一方面利用特制的天平衡量气动力和飞行器气动外形产生的力矩,进而发现并解决设计当中存在的空气动力问题,虽然人类目前掌握的空气动力学水平已经相对发达,但依然需要使用风洞来对空气动力进行模拟,最典型的例子就是,美国在F35战斗机的研发过程当中,就对风洞测试不够上心,因为设计团队认为美国已经掌控了低超音速和亚音速飞行的空气动力学理论基础,可以直接进行战斗机总体设计,并通过最终试飞完成验证即可,结果美国人很快就被打了脸,因为在后续试飞当中,美国工程人员发现,由于气动和结构的弹性交互,F35出现了震颤问题,尴尬万分的设计人员只得赶紧重新返工,闹了个不小的笑话。

传统的风洞是单纯通过一台发动机或者巨型风扇推动空气前进,然后通过拉瓦尔喷管缩小管径来提高流速,进而实现低超音速的飞行模拟,但随着气流速度需求的提高,空气阻力会抵消掉所有风扇增加的额外推力,因此要实现高超音速模拟就必须另辟蹊径,找出另外一种方法。

太牛了!中国又造出一大国重器,速度比声音快30倍,反超美国20年

图为风洞

由于保密的原因,JF22风洞的具体设计细节无法得知,但我们仍然可以同类型的JF12风洞上一窥JF22的先进性,这个风洞实验设备总长度达到了265米,总体上可以分为5段,分别是E形真空罐、喷嘴、从动段、爆震驱动段和阻尼段。

实验开始前,直接在E型真空罐当中的测试段中安装好参加测试的飞行器模型,然后向着暴震驱动段当中注入足够量的氢氧混合气体,随后在该段的右侧将其直接引燃,引燃之后的氢氧混合气体会形成高温高压的燃气,,而燃气对其它气体的推动会产生一种超声速传播的正激波,这道激波会直接引燃管道内剩余的所有混合气体,然后快速膨胀突破从动段和震爆驱动段之间的一层薄膜,对从动段当中已有气体形成强有力的推动,在这段管道中制造出一股激波,传播过程当中的气体压强会达到几十兆帕,温度达到上千度,随后这些气体会经过一段喇叭口,在温度下降的同时,体积进一步膨胀,流动速度也进一步增加到5~7马赫的高速,正好满足了实验的所需气流条件,高速气流快速通过模型,为模型带来了和真正高超音速飞行过程当中受到的相同气动力,给科学家和设计人员带来了宝贵的一手实验资料,进行进一步的飞行器改进工作。

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图为风洞

而中国的JF12风洞,可用时间超过100毫秒,要知道国外同类型风洞可用时间也不过几十毫秒,相比之下,结构类似但风速更高的JF22,能够工作的可用时间恐怕只会更长,而中国究竟如何做到这点,目前外界还无人知晓,可以肯定的是,在有了这两款风洞之后,中国的相关试验覆盖速度范围,一举涵盖了5马赫到30马赫的区间,除了航天工程领域的单极入轨航天器之外,还能用来进行高超音速武器的研究,尤其是进行高超音速状态下气动转向的相关研究,甚至可以说,有了这些风洞之后,中国科学家不仅能够验证前人留下的各种理论猜想,还能够通过实际实践来推导出更多的理论,在空气动力学的无尽探索中走得更远。

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页面更新:2024-04-14

标签:美国   马赫   中国   气动力   速度   航天器   风洞   飞行器   超音速   气流   音速   大国   气体   模型   空气   声音   过程

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