“飛行器的搖籃”JF-22超高速風(fēng)洞究竟是什么？長啥樣？一文了解

　　各類飛行器在研發(fā)過程中，需要進(jìn)行大量模擬飛行實驗，但又不可能真的讓飛行器頻繁上天試飛，于是風(fēng)洞便應(yīng)運而生，它相當(dāng)于在地面人為建造一個“飛行天空”，是研制飛行器必不可少的大型氣動實驗裝置。近日，在位于北京的懷柔科學(xué)城，國之重器——JF-22超高速風(fēng)洞剛剛通過驗收。

　　長167米 JF-22可復(fù)現(xiàn)約30倍聲速飛行條件

　　總臺央視記者 帥俊全：這里是空天飛行高溫氣動全國重點實驗室，在我身旁就是剛剛通過驗收的JF-22超高速激波風(fēng)洞，它的全長達(dá)到了167米，其各項性能指標(biāo)可以說是國際領(lǐng)先，也為我們國家的空天往返系統(tǒng)以及超高聲速飛行器研制提供了有力支撐。

　　作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn)40至90公里高空、速度最高達(dá)每秒10公里、相當(dāng)于約30倍聲速的飛行條件。

　　中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員、懷柔激波風(fēng)洞項目負(fù)責(zé)人 姜宗林：第一個尺度大。我們這個風(fēng)洞吹出來這個流場有2.5米的直徑，一般國外最大直徑的話1.5米，這樣的話你可以放更大的飛行器。第二個時間長。在馬赫10的時候我們達(dá)到40個毫秒，比國內(nèi)國際的同類先進(jìn)水平大概要有幾倍、成倍提高，實驗的結(jié)果的精度也高了。第三個總溫高，總壓高，性能高?，F(xiàn)在可以做到2500攝氏度到18000攝氏度，而總壓的話，我們可以做到100個大氣壓一直到10000個大氣壓。所以這個性能的話在世界上沒有其它風(fēng)洞可以比的。

　　總臺記者探訪JF-22超高速風(fēng)洞內(nèi)部

　　JF-22超高速風(fēng)洞的研發(fā)目標(biāo)主要是為解決超高速飛行技術(shù)的試驗研究問題，在項目驗收后，科研團(tuán)隊首先展開的就是天地往返飛行技術(shù)的研究。JF-22超高速風(fēng)洞內(nèi)部長啥樣？如何在里面開展試驗工作呢？

　　總臺央視記者 帥俊全：利用實驗的間隙階段，現(xiàn)在我們要進(jìn)入到JF-22超高速風(fēng)洞的內(nèi)部去看一看，這就是它的實驗艙，這里面還是比較寬敞，它的直徑達(dá)到了4米，可以進(jìn)行實驗的實驗?zāi)Ｐ偷淖畲蟪叽缒軌蜻_(dá)到長度8米，而氣流的最大速度能達(dá)到每秒3至10公里，從而可以進(jìn)行一系列的空氣動力學(xué)的超高速實驗。

　　中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員、懷柔激波風(fēng)洞現(xiàn)場負(fù)責(zé)人 韓桂來：我們最近正要研究兩級或者多級入軌的這樣一個飛行器，火箭是垂直起降，將來我們要通過飛行器水平起降，然后飛到比方說30公里到40公里高度，再把第二級釋放出來，接著往上飛，形成這樣一個接力的模式，叫兩級或者多級入軌，所以最近我們也正在準(zhǔn)備這樣一個相應(yīng)的分離方案的實驗，主要就是來探索下面級跟上面級它產(chǎn)生一個分離的過程。

　　姜宗林：風(fēng)洞研究的話，我們已經(jīng)把高超聲波分離的概念解決了，從實驗的角度，我們非常成功、非常安全解決這個問題了。另外我們還要做不同飛行速度下面那樣一個分離，是我們在任意情況下都可以分離，這些情況做完之后，拿到這些數(shù)據(jù)的話，飛行器設(shè)計、飛行實驗就非常容易了。

　　風(fēng)洞是如何工作的？激波風(fēng)洞有何特點？

　　JF-22超高速風(fēng)洞，也叫爆轟驅(qū)動超高速高焓激波風(fēng)洞。名字聽上去就特別的高大上，作為飛行器的搖籃，風(fēng)洞究竟是如何工作的？激波風(fēng)洞又有何特點？來聽聽專家的解讀↓

　　JF-12和JF-22覆蓋全部“飛行走廊”實驗?zāi)芰?/p>

　　2012年研制成功的JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞，總長265米，成為當(dāng)時國際最大、整體性能最先進(jìn)的激波風(fēng)洞。近日完成驗收開始正式運行的JF-22超高速風(fēng)洞。JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞分別是對應(yīng)領(lǐng)域規(guī)模最大、性能最先進(jìn)的激波風(fēng)洞，使我國成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實驗?zāi)芰Φ膰摇Ｎ磥?，這一重要平臺將展開哪些重大研發(fā)項目？

　　JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞可分別實現(xiàn)每秒1.5-3km和每秒3-10km的實驗條件，共同構(gòu)成覆蓋馬赫數(shù)5-25、飛行高度25-90km的氣動實驗平臺。

　　姜宗林：利用馬赫數(shù)10比如說100多個大氣壓，40個毫秒的實驗時間，我們可以做高超聲速發(fā)動機(jī)試驗。我們實驗室提出一種新型的發(fā)動機(jī)，叫做駐定斜爆轟發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)在我們用JF-12已經(jīng)做到馬赫數(shù)7到馬赫數(shù)9，現(xiàn)在看來的話，我們新型的發(fā)動機(jī)比傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)熱效率高，要高50%，燃燒穩(wěn)定。JF-22準(zhǔn)備從馬赫數(shù)9一直做到馬赫數(shù)16，如果有這樣一個發(fā)動機(jī)做完之后，我覺得對我們國家下一步的航空航天技術(shù)是一個非常大的推動。

　　此外，科研團(tuán)隊還將利用這一激波風(fēng)洞實驗平臺，展開滑翔式飛行器、天地往返飛行器、多級入軌飛行器等研究，支撐和服務(wù)國家高超聲速科技領(lǐng)域重大需求和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

　　姜宗林：到馬赫數(shù)20這個層次，我們可以做高空滑翔飛行器，可以說是一個小時全球到達(dá)。如果我們做到馬赫數(shù)30，實際上我們是航空器大氣再入，比如說探火星、軌道飛行器回來之后再入大氣層回來的時候用到這樣一個馬赫數(shù)。所以這個風(fēng)洞覆蓋了從航天到航空一直到探測器的整個范疇，所以具有很大的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　(央視新聞客戶端 總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉 王帥)