【簡(jiǎn)介：】航天局的專(zhuān)家告訴我：中國(guó)35倍音速風(fēng)洞，風(fēng)速近12公里/秒，風(fēng)力能將34噸重的洲際導(dǎo)彈吹下來(lái)，14分鐘就能抵達(dá)美國(guó)西海岸。論風(fēng)洞技術(shù)，老美差的不是一星半點(diǎn)。
35倍音速是什么概念，風(fēng)速

航天局的專(zhuān)家告訴我：中國(guó)35倍音速風(fēng)洞，風(fēng)速近12公里/秒，風(fēng)力能將34噸重的洲際導(dǎo)彈吹下來(lái)，14分鐘就能抵達(dá)美國(guó)西海岸。論風(fēng)洞技術(shù)，老美差的不是一星半點(diǎn)。

35倍音速是什么概念，風(fēng)速接近12公里/秒，14分鐘的時(shí)間就可以抵達(dá)美國(guó)，也就上個(gè)廁所的工夫?，F(xiàn)實(shí)生活中，會(huì)按等級(jí)來(lái)區(qū)分風(fēng)力大小，10級(jí)大風(fēng)的風(fēng)速只有24~28米/秒，與35倍音速的風(fēng)洞不在一個(gè)級(jí)別。

風(fēng)洞是個(gè)啥？是如何工作的風(fēng)洞這個(gè)詞，不能單從字面上來(lái)理解，屬于航天高科技的東西，有點(diǎn)高大上的感覺(jué)，先進(jìn)的35倍超音速風(fēng)洞，目前沒(méi)有幾個(gè)國(guó)家能造出來(lái)，就連強(qiáng)大的老美，在這方面還是差點(diǎn)意思。

從外形結(jié)構(gòu)來(lái)看，風(fēng)洞就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)建造的規(guī)模，面積大小也不同，外面是金屬材質(zhì)，有出口和入口，各個(gè)位置裝有控制器和閥門(mén)，用來(lái)模擬飛行器運(yùn)行。

也有閉式結(jié)構(gòu)的環(huán)形風(fēng)洞，屬于小型風(fēng)洞，類(lèi)似管道的形狀，常常用于企業(yè)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，造價(jià)成本也沒(méi)那么高。

世界上的第一個(gè)風(fēng)洞，由英國(guó)人韋納姆建造，那個(gè)時(shí)候科技并不發(fā)達(dá)，用的材料是木頭，截面46公分，總長(zhǎng)度只有3.05米，測(cè)量數(shù)據(jù)全部由人工完成。

如今，風(fēng)洞也越來(lái)越龐大，面積達(dá)到了800平方米以上，足以容納一架大型飛機(jī)，里面的機(jī)器設(shè)備可以控制氣流，監(jiān)測(cè)周?chē)臍怏w流動(dòng)情況，得出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用來(lái)研究各種新型飛機(jī)，適用于航天、軍事等領(lǐng)域。

中國(guó)的35倍音速風(fēng)洞，啟動(dòng)以后風(fēng)速可以達(dá)到12公里/秒，毫不夸張地說(shuō)，產(chǎn)生的風(fēng)力，能將34噸重的洲際導(dǎo)彈吹下來(lái)。

有的人就要問(wèn)，35倍音速風(fēng)洞這么厲害，把它放在戰(zhàn)場(chǎng)上，是不是可以取代衛(wèi)星攔截系統(tǒng)，直接把導(dǎo)彈給吹下來(lái)，這個(gè)想法很大膽，但風(fēng)洞還干不了這個(gè)事。

需要提醒大家，前面只是說(shuō)35倍音速風(fēng)洞產(chǎn)生的風(fēng)力能將導(dǎo)彈吹下來(lái)，這個(gè)風(fēng)力只是在內(nèi)部才會(huì)產(chǎn)生，更何況有的導(dǎo)彈發(fā)射以后會(huì)隱身，大部分時(shí)間都在大氣層以外飛行，就連衛(wèi)星和雷達(dá)攔截的幾率也不高，用風(fēng)洞對(duì)著導(dǎo)彈吹不太現(xiàn)實(shí)。

實(shí)際上風(fēng)洞就是檢測(cè)飛行器的場(chǎng)所，里面的空間足夠大，安裝各種設(shè)備和控制器，大大小小的飛機(jī)模型可以開(kāi)進(jìn)去。

風(fēng)洞內(nèi)的發(fā)生器產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，經(jīng)過(guò)特殊管道，增強(qiáng)以后的氣流可以形成風(fēng)，吹到模型的表面，形成不同的大氣噪聲環(huán)境，飛機(jī)模型就會(huì)產(chǎn)生變化，感應(yīng)器接收到這些數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂浦行?，就可以?jì)算出強(qiáng)大氣流對(duì)模型的影響，后續(xù)在制造飛行器時(shí)，就可以適當(dāng)改進(jìn)參數(shù)，增加穩(wěn)定性和安全性。

風(fēng)洞產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，受到場(chǎng)地和模型的影響，得出的數(shù)據(jù)也存在差異，對(duì)于一般的飛行器，普通風(fēng)洞就可以達(dá)到測(cè)試要求，完全沒(méi)有必要上超高音速風(fēng)洞。

這類(lèi)普通風(fēng)洞，對(duì)空間要求沒(méi)有那么高，配備主要的大功率風(fēng)扇和噴流管就可以，大多數(shù)國(guó)家的技術(shù)水平都能達(dá)到。

我國(guó)建造風(fēng)洞的發(fā)展歷程1963年，我國(guó)就建造出了第一個(gè)風(fēng)洞，那個(gè)時(shí)候的條件有多難，大家應(yīng)該都知道，雖然起步晚了，但步子邁得并不小。

到了1968年，以錢(qián)學(xué)森、郭永懷等科學(xué)家提議，必須加快國(guó)內(nèi)的空氣動(dòng)力研究，并在四川建了一座實(shí)驗(yàn)基地，那時(shí)的規(guī)模，在亞洲范圍內(nèi)是最大的風(fēng)洞基地。

當(dāng)時(shí)建造出來(lái)的一個(gè)風(fēng)洞，總長(zhǎng)度不足3米，麻雀雖小，但五臟俱全，具備了低速、高速、超高速的動(dòng)力，可以對(duì)飛行器進(jìn)行風(fēng)力、噪聲、結(jié)冰等實(shí)驗(yàn)。

像大家熟知的殲-10“梟龍”戰(zhàn)機(jī)、和諧號(hào)高速列車(chē)、神舟系列飛船、杭州灣跨海大橋等這些重大項(xiàng)目，都在這個(gè)風(fēng)洞基地測(cè)試過(guò)。

2010年5月，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)基地經(jīng)過(guò)多次升級(jí)，啟動(dòng)新的科研建設(shè)，大型飛機(jī)模型在這里展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)的數(shù)據(jù)高達(dá)上百萬(wàn)種，都全部進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類(lèi)，大型客機(jī)C919研發(fā)試驗(yàn)，大多是在這個(gè)風(fēng)洞完成。

2017年，最大的風(fēng)洞JF-12在北京誕生，風(fēng)速為10馬赫，相當(dāng)于10倍音速，從北京飛到紐約只需要2小時(shí)，保持強(qiáng)勁穩(wěn)定的動(dòng)力，就像在龍卷風(fēng)中要點(diǎn)燃一根火柴，需要足夠的風(fēng)力，又要讓火柴燃燒。

從2018年開(kāi)始，我國(guó)啟動(dòng)35倍速的新型風(fēng)洞，動(dòng)力和精度方面得到很大的提升，風(fēng)速成倍增長(zhǎng)，飛行器只需14分鐘就可以抵達(dá)美國(guó)西海岸，技術(shù)水平超過(guò)NASA的超音速LENS-X風(fēng)洞。

最具代表性的FL-62風(fēng)洞，由8萬(wàn)千瓦的電機(jī)提供動(dòng)力，重量達(dá)到6620噸，內(nèi)部的容積有17000立方米，可以產(chǎn)生連續(xù)的跨式風(fēng)力，對(duì)于第六代隱形戰(zhàn)機(jī)的研發(fā)起到了很大作用。

35倍音速風(fēng)洞與低速風(fēng)洞的區(qū)別1、低速風(fēng)洞產(chǎn)生的風(fēng)力基本靠吹

普通的低速風(fēng)洞在學(xué)校和企業(yè)都能看到，風(fēng)速一般在1.2倍音速以下，里面的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，用一臺(tái)功率大點(diǎn)的電風(fēng)扇，產(chǎn)生的風(fēng)力，通過(guò)Laval噴管將亞音速氣流轉(zhuǎn)換成超音速氣流，基本就可以超過(guò)音速的標(biāo)準(zhǔn)。像這種普通低速風(fēng)洞，成本只需要幾百萬(wàn)就能搞定，并不存在風(fēng)洞一響，黃金萬(wàn)兩的說(shuō)法。

如果要建造高速風(fēng)洞，風(fēng)速達(dá)到十幾倍音速以上，單靠風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流有限，達(dá)不到那么高的風(fēng)速。

2、高速風(fēng)洞內(nèi)部裝有壓力罐，通過(guò)壓力可以產(chǎn)生高速氣流

我們?cè)诖禋馇驎r(shí)，里面的空氣越多，內(nèi)部的壓力與外部產(chǎn)生壓力差，當(dāng)打開(kāi)氣球嘴時(shí)，強(qiáng)大的氣流就會(huì)跑出來(lái)。高速風(fēng)洞產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，正是以壓力差為前提，用壓力罐將氣體儲(chǔ)存起來(lái)。

這個(gè)壓力罐并不普通，一邊是高壓氣體，另一邊則是真空的狀態(tài)，兩者之間會(huì)有強(qiáng)大的壓力差，當(dāng)打開(kāi)閥門(mén)的時(shí)候，里面的高壓氣體瞬間會(huì)向真空端噴涌，在它的作用下，氣流的速度會(huì)增加3~5倍，真正達(dá)到高音速標(biāo)準(zhǔn)。

大型超高音速風(fēng)洞，除了基本的設(shè)備以外，還要加裝巨大的壓力機(jī)、儲(chǔ)氣罐、加熱系統(tǒng)，構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)成本比低速風(fēng)洞高得多。

3、超高音速風(fēng)洞，想要獲得更強(qiáng)的風(fēng)力，用上了爆炸產(chǎn)生的威力

想要獲得20倍以上的超高音速氣流，僅僅靠真空壓力罐不夠，科學(xué)家們用上了爆炸產(chǎn)生的威力。大家都知道，原子彈爆炸，產(chǎn)生的威力相當(dāng)于1.5萬(wàn)億噸TNT炸藥，若是把爆炸瞬間爆發(fā)的能量用在風(fēng)洞上，強(qiáng)大的壓力就可以產(chǎn)生超高音速氣流。

目前，20倍以上的超高音速風(fēng)洞，用得最多的就是通過(guò)加熱系統(tǒng)，將氫氣和氧氣密封起來(lái)，放進(jìn)特制的容器罐中，通過(guò)燃燒最終發(fā)生爆炸，獲取強(qiáng)大的氣流。

還有一種風(fēng)洞，是以電弧產(chǎn)生沖擊波為動(dòng)力，安裝有超大電容的設(shè)備，啟動(dòng)以后產(chǎn)生600000安培的電流，強(qiáng)大的電流也可以帶來(lái)高速氣流。

寫(xiě)在最后風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是建造飛行器的主要設(shè)備，一架飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等流程，都離不開(kāi)風(fēng)洞，它的重要性也愈加凸顯。在科學(xué)界有這么一句話：有什么樣的風(fēng)洞，就有什么樣的飛機(jī)、火箭，由此可見(jiàn)風(fēng)洞技術(shù)的重要性。

中國(guó)的35倍音速風(fēng)洞，擁有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，已成為地面最強(qiáng)大的測(cè)試設(shè)施之一。

我為生活在這個(gè)強(qiáng)大的祖國(guó)而感到自豪！

有了35倍音速的風(fēng)洞，就能研發(fā)軌道轟炸機(jī)，實(shí)現(xiàn)降維打擊了！我國(guó)的JF-22高超音速風(fēng)洞，可以制造出35倍音速的風(fēng)速，用以測(cè)試高超音速狀態(tài)飛機(jī)的航空航天裝備，他有多厲害？他是目前全球風(fēng)速最快的風(fēng)洞，超過(guò)了美國(guó)的LENS-X風(fēng)洞，如果有一天我國(guó)研發(fā)出軌道轟炸機(jī)，那就肯定有JF-22高超音速風(fēng)洞的功勞。

圖為正在測(cè)試隱身飛行器的風(fēng)洞設(shè)施。

風(fēng)洞的概念，說(shuō)簡(jiǎn)單一些，就是把飛行器的模型放在風(fēng)洞的涵道內(nèi)，然后制造出符合飛行器飛行速度的風(fēng)速，來(lái)觀察、分析和測(cè)試他的氣動(dòng)外形是否合理，以便于確定如何進(jìn)行改進(jìn)。一般而言，風(fēng)洞就是一根巨大的管道，一邊布置有風(fēng)速發(fā)生器，中間可以放置飛行器等比例模型，并且在涵道內(nèi)布置了光電、紅外、電磁等探測(cè)和感應(yīng)裝置，以便于收集飛行器在風(fēng)洞內(nèi)的測(cè)試狀態(tài)和氣流情況。

圖為測(cè)試高超音速飛行器的風(fēng)洞設(shè)施。

風(fēng)洞對(duì)于飛行器的氣動(dòng)外形確定有重要的實(shí)驗(yàn)價(jià)值，避免了使用真實(shí)飛機(jī)和飛行員測(cè)試的危險(xiǎn)及高成本。而風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速，決定了一個(gè)國(guó)家研發(fā)的飛行器，能達(dá)到多大的飛行速度。再過(guò)去，沒(méi)有風(fēng)洞這樣的先進(jìn)設(shè)施幫助，飛機(jī)的研發(fā)人員只能制造出一架真正的測(cè)試飛機(jī)，由飛行員駕駛升空，進(jìn)行飛行測(cè)試，這樣有一定的危險(xiǎn)性，畢竟飛機(jī)氣動(dòng)布局是否科學(xué)合理還未可知，在極限測(cè)試中，很容易發(fā)生事故。

圖為正在測(cè)試戰(zhàn)斗機(jī)的風(fēng)洞設(shè)施。

另外，實(shí)機(jī)測(cè)試成本也很高，畢竟這是一架完全測(cè)試用的飛機(jī)，白白生產(chǎn)一架或者多架注定要進(jìn)行改良的測(cè)試飛機(jī)，在試驗(yàn)完成后就棄之不用，實(shí)在是耗費(fèi)財(cái)力物力。于是，科研人員想到一個(gè)辦法：用空氣吹飛機(jī)的模型，來(lái)取代飛機(jī)在空氣中飛行，這樣得到的測(cè)試效果是差不多的，而且避免了危險(xiǎn)和成本問(wèn)題。甚至，由于風(fēng)洞內(nèi)可以安裝的觀測(cè)設(shè)備很多，因此能獲取比實(shí)機(jī)飛行測(cè)試更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有利于進(jìn)行氣動(dòng)布局的反復(fù)精確調(diào)整。

風(fēng)洞并非每個(gè)國(guó)家都能研發(fā)出來(lái)，目前世界上擁有風(fēng)洞的國(guó)家就不多，僅限于中美俄英法五大常任理事國(guó)，連日本、印度這樣的國(guó)家都沒(méi)有真正能測(cè)試軍用飛機(jī)的風(fēng)洞。能研發(fā)出高超音速風(fēng)洞的國(guó)家，更是只有中美俄三大國(guó)。也正是因?yàn)橛懈叱羲亠L(fēng)洞的幫助，才讓我國(guó)在高超音速飛行器研發(fā)上，走在世界前列。

目前的高超音速導(dǎo)彈，大氣層內(nèi)最大飛行速度已經(jīng)超過(guò)了15馬赫，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，飛行速度超過(guò)20馬赫是可以預(yù)期到的。因此，有必要建造更加先進(jìn)的高超音速風(fēng)洞來(lái)應(yīng)對(duì)技術(shù)進(jìn)步的需求。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，軍迷們總是心心念念空間轟炸機(jī)、軌道轟炸機(jī)，畢竟這種臨近空間飛行器的飛行高度很大，一般的防空導(dǎo)彈射高根本就夠不著，而彈道導(dǎo)彈攔截彈的飛行高度則超過(guò)了大氣層，因此軌道轟炸機(jī)處于兩類(lèi)型攔截導(dǎo)彈的攔截間隙中。

另外，軌道轟炸機(jī)的飛行速度極快，起飛后可以在10分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)洲際轟炸，在1小時(shí)內(nèi)可攻擊全球任何角落，一般的國(guó)家根本來(lái)不及進(jìn)行防御和反應(yīng)，因此軌道轟炸機(jī)將會(huì)是未來(lái)軍事發(fā)展的必然產(chǎn)物。要研發(fā)這種降維打擊的先進(jìn)武器，高超音速風(fēng)洞是一個(gè)關(guān)鍵。我國(guó)在第14屆珠海航展上展出的“騰云”組合飛行器，就是一種臨近空間高度飛行的高超音速飛行器，對(duì)其進(jìn)行氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)，就必須使用這種高超音速的風(fēng)洞。

“騰云”飛行器可以在3萬(wàn)米高空進(jìn)入高超音速飛行階段，速度為7馬赫，并且可以在臨近空間高度實(shí)現(xiàn)超過(guò)15馬赫的飛行速度。對(duì)他進(jìn)行測(cè)試需要用到最少20倍音速的風(fēng)洞，而這還只是臨近空間飛行器發(fā)展的開(kāi)端而已，突破35倍音速的飛行器很快就會(huì)出現(xiàn)，如果不事先進(jìn)行風(fēng)洞建設(shè)，那是跟不上技術(shù)發(fā)展潮流的。同樣的，也正是因?yàn)槲覈?guó)在高超音速風(fēng)洞的發(fā)展上走在全球領(lǐng)先，也就意味著我國(guó)在未來(lái)臨近空間飛行器、甚至是軌道轟炸機(jī)的發(fā)展上，也將會(huì)走在全球前列。怎么樣，你期待嗎？