(相關(guān)資料圖)

中國建成“世界最快”高超聲速風(fēng)洞！能模擬30馬赫高超聲速環(huán)境

5月30日，我國宣布完成JF-22風(fēng)洞最終評估，標(biāo)志著““世界最快”高超聲速風(fēng)洞建成，這也是我國追求高超音速能力的重要里程碑。

這座高超聲速風(fēng)洞位于北京北部懷柔區(qū)，它能模擬高達每秒10公里或30倍聲速的飛行。J-22高超聲速風(fēng)洞始建于2018年，在2021年8月完工。整個隧道長167米，直徑4米，和其他大多數(shù)使用機械壓縮機產(chǎn)生高速氣流的風(fēng)洞不同的是，這個長265米的風(fēng)洞有賴于化學(xué)爆炸。

J-22高超聲速風(fēng)洞還將支持模擬航天器重返大氣層的環(huán)境，它同時也是開發(fā)高超聲速武器的重要設(shè)備。這些武器系統(tǒng)能以高于5馬赫速度飛行(6174公里/小時）?，F(xiàn)在我軍已經(jīng)部署了多款高超聲速武器，包括DF-17和DF-21彈道導(dǎo)彈。高超音速導(dǎo)彈的速度和機動性使它們的探測和攔截極具挑戰(zhàn)性。

由科技部管理的國家自然科學(xué)基金委員會最近在北京的中國科學(xué)院力學(xué)研究所召開了會議，科學(xué)家們確認(rèn)，JF-22爆轟驅(qū)動高焓激波風(fēng)洞項目的有效試驗時間、溫度、壓力、噴嘴流量等性能指標(biāo)均達到國際標(biāo)準(zhǔn)。

力學(xué)研究所研究員、風(fēng)洞項目負責(zé)人姜宗林表示，JF-22風(fēng)洞的目標(biāo)是加快發(fā)展航天器往返大氣層項目。如果成功，該設(shè)施還可以幫助將發(fā)射衛(wèi)星和航天器的成本降低 90%。”

JF-22以及中國的JF-12風(fēng)洞將使中國領(lǐng)先西方“大約20到30年”。JF-12于2012年5月通過了驗收，可以模擬高達7馬赫的飛行。

高超音速和航空工程專家克里斯·庫姆斯表示，30 馬赫的速度只能在“大氣層外返回（月球、火星等）期間”看到。他還指出了爆震驅(qū)動激波隧道的問題，稱它們“改變了空氣化學(xué)，以至于空氣動力學(xué)不再代表飛行。”

在 1960 年代和 1970 年代，所有NASA航天飛機和太空發(fā)射系統(tǒng)都在NASA艾姆斯研究中心位于加州的單一平面風(fēng)洞中進行了測試。隧道的速度只能達到 2 至 3.5 馬赫。更多測試是通過使用計算流體動力學(xué)(CFD) 軟件的數(shù)字模擬進行的。

由于缺乏高超聲速風(fēng)洞，美國國防部的國防創(chuàng)新部門考慮跳過風(fēng)洞測試，而是直接從實際飛行測試中獲取數(shù)據(jù)。他們正在尋找商業(yè)合作伙伴來展示能夠以超過 5 馬赫（高超音速飛機和武器的最低速度）飛行和機動的測試飛機原型。

有專家表示：只有風(fēng)洞，而不是軟件，才能模擬實際的高超音速環(huán)境。他補充說，具有 33 馬赫能力的風(fēng)洞非常有用，因為航天飛機最終將以每秒 11.2 公里的“逃逸速度”在不減速的情況下重新進入大氣層。其他評論員聲稱美國使用高超音速測試的數(shù)字模擬，但迄今為止它們的效果不如老式風(fēng)洞。