風(fēng)洞到底是干什么的？像我國(guó)C919大客機(jī)機(jī)翼的建造便是依靠風(fēng)洞試驗(yàn)，才掌握了飛機(jī)在多種狀態(tài)下的氣動(dòng)特性，我國(guó)高鐵依靠風(fēng)洞進(jìn)行了大量的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)其外形的不斷改進(jìn)，讓全國(guó)高鐵每年能節(jié)省3億度電。目前最為先進(jìn)的風(fēng)洞還屬美國(guó)的LENS系列激波風(fēng)洞和中國(guó)的JF12激波風(fēng)洞，就在3年前JF12風(fēng)洞負(fù)責(zé)人姜宗林因此風(fēng)洞的研發(fā)而獲得美國(guó)航空航天部門(mén)的頒獎(jiǎng)，這也說(shuō)明了我國(guó)在風(fēng)洞領(lǐng)域處于實(shí)實(shí)在在的優(yōu)勢(shì)地位。JF12的建造為我國(guó)眾多飛行器的研發(fā)提供了研究環(huán)境，更讓我國(guó)在氣動(dòng)裝備建設(shè)上開(kāi)創(chuàng)了由仿制到自主建造的新紀(jì)元。
出品|國(guó)器
中國(guó)激波風(fēng)洞的構(gòu)想源于郭永懷以及學(xué)生俞鴻儒先輩的實(shí)踐
風(fēng)洞對(duì)于導(dǎo)彈戰(zhàn)機(jī)等裝備的研發(fā)極為關(guān)鍵，萊特兄弟制造出的第一架飛機(jī)便是借助其自建的風(fēng)洞來(lái)模擬飛行試驗(yàn)，但上世紀(jì)西方主流國(guó)家對(duì)于風(fēng)洞建設(shè)并不感興趣，他們認(rèn)為人類(lèi)無(wú)法建造有著極高速度的風(fēng)洞，于是僅有中美這兩個(gè)國(guó)家率先展開(kāi)了對(duì)高速風(fēng)洞的研究建設(shè)，從上世紀(jì)郭永懷提出的高超音速裝備和其學(xué)生俞鴻儒開(kāi)展了中國(guó)首座激波風(fēng)洞的規(guī)劃，中國(guó)科學(xué)家通過(guò)不斷努力在風(fēng)洞領(lǐng)域取得先進(jìn)的極大成就。風(fēng)洞被譽(yù)為飛行器的搖籃，基本可以說(shuō)有什么樣的風(fēng)洞便能造出什么樣的飛行器。
JF12激波風(fēng)洞全球首創(chuàng)反向爆轟技術(shù)助力超高音速裝備研發(fā)
如今高超音速飛行器的速度達(dá)到了音速的數(shù)倍，要在地面實(shí)現(xiàn)如此之高速度的飛行試驗(yàn)，必須保證風(fēng)洞的馬力足夠。而JF12風(fēng)洞采用了我國(guó)科研人員獨(dú)創(chuàng)的爆轟技術(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其原理為利用激波壓縮氣體，再經(jīng)過(guò)膨脹引爆進(jìn)而產(chǎn)生超高溫和超高音速氣流。JF12風(fēng)洞反向爆轟驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的功率高達(dá)3000兆瓦，這樣的功率比葛洲壩總裝機(jī)容量還要高，其能復(fù)現(xiàn)5到10倍聲速，JF12風(fēng)洞可以說(shuō)為我國(guó)的超高音速裝備打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
JF12風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和測(cè)量精度讓其有了超級(jí)巨龍的稱(chēng)號(hào)
除了速度外就是風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)間要足夠長(zhǎng)，只有每次模擬時(shí)間越長(zhǎng)，獲得的數(shù)據(jù)才會(huì)越有效，國(guó)外一般風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)約為30毫秒，而我國(guó)JF12風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)時(shí)間最高達(dá)到100毫秒，這大大增加了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后風(fēng)洞還要有極高的測(cè)量精度，每次試驗(yàn)后工作人員只有得到更為精確的數(shù)據(jù)，才能對(duì)飛行器不斷進(jìn)行更改創(chuàng)新，進(jìn)而研制出更為可靠的飛行技術(shù)。這些優(yōu)勢(shì)也讓我國(guó)JF12風(fēng)洞在國(guó)際上有著“超級(jí)巨龍”的稱(chēng)號(hào)，因其全身長(zhǎng)度高達(dá)265米，同等飛行器測(cè)試下，國(guó)外風(fēng)洞需要超10000次試驗(yàn)才得到各方面的數(shù)據(jù)，而JF12僅需3000次便能完成。
繼承JF12激波風(fēng)洞的下一代風(fēng)洞JF22最高能實(shí)現(xiàn)25馬赫
但就我國(guó)在JF12風(fēng)洞首次亮相后，我國(guó)也同時(shí)馬上開(kāi)始了名為JF22的風(fēng)洞群的建設(shè)。從已有的理論設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可知JF22能提供10到25馬赫的飛行環(huán)境，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)最高80公里的飛行高度，其數(shù)據(jù)將全面超越現(xiàn)有的JF12激波風(fēng)洞。預(yù)計(jì)JF22風(fēng)洞群將于2020左右建成并投入使用，屆時(shí)JF22將會(huì)成為我國(guó)研制下代高超音速裝備以及空天飛機(jī)的關(guān)鍵。隨著我國(guó)JF22超高速風(fēng)洞的建設(shè)，相信承接JF12風(fēng)洞的JF22風(fēng)洞能讓世界都為之震撼。
