什么是35倍音速风洞?

我曾来过


风洞就是用来模拟飞行器在飞行时表面气流的流动,并且通过相关设备对这些情况进行观察和纪录的一种管道状实验室,这种设备的发展几乎是和飞机同步的,现代所有飞行器包括汽车在内都要经过风洞的模拟以检验其运动时的姿态和空气动力学设计是否能达到设计要求,机体材料的强度能否经受得住高速飞行时的气流冲击。



风洞内的风一般都是通过电机带动螺旋桨或者压气机制造出来的,风洞的等级根据风速一般分为低速风洞(0.3马赫以下),亚音速风洞(0.3马赫到0.8马赫),跨音速风洞(0.8马赫到1.2马赫),超音速风洞(1.2马赫到5马赫),高超音速风洞(5马赫以上),速度越快,建造的难度越大,世界上能够建造高超音速风洞的国家不超过十个。我国目前在四川绵阳已经建立了全球最大的风洞群,涵盖了从低速风洞到高超音速风洞的所有类型,这也成为我国航空工业能够在近年来不断突破,新机型不断定型服役的重要基础。

进入21世纪以来,除了五代战斗机成为各大军事强国争相追逐的目标之外,高超音速打击武器(飞行速度5马赫以上)也成为航空工业的又一跨时代产物,这种武器因为速度快、突防性能力强、打击时效性快、精准度高、能量爆表的特点,也被送上了能够改变战争形态的新一代神器称号。美俄法日等国正在加紧研制此类武器,而我国紧跟时代潮流,自然也不想更不能错过这一新式装备,但是因为高超音速武器的超高速度,要想制造出一款合格的超高音速装备,就必须得有配套的风洞进行空气动力学的模拟和数据分析。

(高超音速武器具备两小时全球打击能力)

目前全世界最强的风洞是位于美国加利福尼亚的LENS-X超音速风洞,它可以制造出30马赫(10千米/秒)的风速,这一风洞也令美国人得以研制出目前世界上速度最快的飞行器——X43飞机(6.8马赫)。而俄罗斯在西伯利亚和莫斯科附近则同样有着规模庞大的风洞群,1999年新西伯利亚理论与应用研究所建造的AT-303风洞,风速超过20马赫,数量众多的各类型风洞也让俄罗斯在高超音速武器研制方面走在了世界前列,目前俄罗斯已经成功部署了世界第一款“锆石”高超音速反舰导弹,而另一款“先锋”高超音速战略导弹也即将安装在核潜艇以及核动力巡洋舰上。
(先锋超高音速战略导弹能够轻易撕开美国反导网络)

问苍茫大地,谁主沉浮?美俄的经验告诉我们,在高超音速武器这一领域要想取得成绩,没有高规格风洞是万万不行的。我国目前最强风洞是位于北京郊区的十倍音速的JF-12风洞,可是这并不能完全满足需求,因为即使是洲际导弹的末端再入速度都往往达到15马赫以上,更别提那些助推滑翔弹和乘波体飞行器了。因此我国目前已经开建世界第一的35马赫高超音速风洞,未来主要就是用于高超音速武器的试验,也可用于大载重火箭和可回收式航天飞行器的试验,相信随着时间的不断推进,神秘的东风17高超音速导弹必将揭开神秘的面纱!越来越多的黑科技也将会在我们的国土上遍地开花!


军史吐槽君


目前,战机的飞行速度一般都在1.6马赫~3马赫之间,而弹道导弹的最大飞行速度也只不过为10马赫左右,也就是说,15倍音速的风洞就可以轻松完成对飞机机体和弹道导弹弹体的测试。那么,究竟是什么需求使得中国开始建设35倍音速,该风洞的运用对象又是什么呢?众所周知,中国虽然在航天航空领域的相关技术获得了较大突破,但是长征五号的失败和计划的拖延仍然暴露了中国在大型运载火箭上准备不足的尴尬之地,所以为了又第二手准备,中国在发展了可以吹火箭的35倍音速风洞。

35倍音速风洞顾名思义就是可以形成每秒11公里的管道内风速,而这一标准明显已经达到了登月行动所需的第二宇宙速度,所以不仅是长征五号需要35倍风洞的支持以加快进度,就是未来的超级运载火箭也离不开35倍风洞的帮助。举个简单一点的例子,没有35倍音速风洞的话,中国的太空发展可能要多花五年甚至是十年的时间,而有了35倍音速风洞来保证计划的同步进行,中国起码可以因此减少2到3年在航天器上测试所浪费的不应该时间。

图为高速风洞

此外,即使是战斗机和弹道导弹弹体,也需要更强的风洞环境来测试机体或者弹体的承受极限。对于发展先进战斗机和弹道导弹的国家而言,钱肯定是不缺的。然而,如何在同样的资金投入下获得最快的回报就成了目前各国努力去解决的问题之一。与其让飞机和弹道导弹在服役中出现问题重置生产计划,还不如在风洞中就将其折磨殆尽以测试其极限性能,所以对于什么都有,就缺时间的中国来讲,35倍风洞还是很有必要的。


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