什麼是35倍音速風洞?

我曾來過


風洞就是用來模擬飛行器在飛行時表面氣流的流動,並且通過相關設備對這些情況進行觀察和紀錄的一種管道狀實驗室,這種設備的發展幾乎是和飛機同步的,現代所有飛行器包括汽車在內都要經過風洞的模擬以檢驗其運動時的姿態和空氣動力學設計是否能達到設計要求,機體材料的強度能否經受得住高速飛行時的氣流衝擊。



風洞內的風一般都是通過電機帶動螺旋槳或者壓氣機制造出來的,風洞的等級根據風速一般分為低速風洞(0.3馬赫以下),亞音速風洞(0.3馬赫到0.8馬赫),跨音速風洞(0.8馬赫到1.2馬赫),超音速風洞(1.2馬赫到5馬赫),高超音速風洞(5馬赫以上),速度越快,建造的難度越大,世界上能夠建造高超音速風洞的國家不超過十個。我國目前在四川綿陽已經建立了全球最大的風洞群,涵蓋了從低速風洞到高超音速風洞的所有類型,這也成為我國航空工業能夠在近年來不斷突破,新機型不斷定型服役的重要基礎。

進入21世紀以來,除了五代戰鬥機成為各大軍事強國爭相追逐的目標之外,高超音速打擊武器(飛行速度5馬赫以上)也成為航空工業的又一跨時代產物,這種武器因為速度快、突防性能力強、打擊時效性快、精準度高、能量爆表的特點,也被送上了能夠改變戰爭形態的新一代神器稱號。美俄法日等國正在加緊研製此類武器,而我國緊跟時代潮流,自然也不想更不能錯過這一新式裝備,但是因為高超音速武器的超高速度,要想製造出一款合格的超高音速裝備,就必須得有配套的風洞進行空氣動力學的模擬和數據分析。

(高超音速武器具備兩小時全球打擊能力)

目前全世界最強的風洞是位於美國加利福尼亞的LENS-X超音速風洞,它可以製造出30馬赫(10千米/秒)的風速,這一風洞也令美國人得以研製出目前世界上速度最快的飛行器——X43飛機(6.8馬赫)。而俄羅斯在西伯利亞和莫斯科附近則同樣有著規模龐大的風洞群,1999年新西伯利亞理論與應用研究所建造的AT-303風洞,風速超過20馬赫,數量眾多的各類型風洞也讓俄羅斯在高超音速武器研製方面走在了世界前列,目前俄羅斯已經成功部署了世界第一款“鋯石”高超音速反艦導彈,而另一款“先鋒”高超音速戰略導彈也即將安裝在核潛艇以及核動力巡洋艦上。
(先鋒超高音速戰略導彈能夠輕易撕開美國反導網絡)

問蒼茫大地,誰主沉浮?美俄的經驗告訴我們,在高超音速武器這一領域要想取得成績,沒有高規格風洞是萬萬不行的。我國目前最強風洞是位於北京郊區的十倍音速的JF-12風洞,可是這並不能完全滿足需求,因為即使是洲際導彈的末端再入速度都往往達到15馬赫以上,更別提那些助推滑翔彈和乘波體飛行器了。因此我國目前已經開建世界第一的35馬赫高超音速風洞,未來主要就是用於高超音速武器的試驗,也可用於大載重火箭和可回收式航天飛行器的試驗,相信隨著時間的不斷推進,神秘的東風17高超音速導彈必將揭開神秘的面紗!越來越多的黑科技也將會在我們的國土上遍地開花!


軍史吐槽君


目前,戰機的飛行速度一般都在1.6馬赫~3馬赫之間,而彈道導彈的最大飛行速度也只不過為10馬赫左右,也就是說,15倍音速的風洞就可以輕鬆完成對飛機機體和彈道導彈彈體的測試。那麼,究竟是什麼需求使得中國開始建設35倍音速,該風洞的運用對象又是什麼呢?眾所周知,中國雖然在航天航空領域的相關技術獲得了較大突破,但是長征五號的失敗和計劃的拖延仍然暴露了中國在大型運載火箭上準備不足的尷尬之地,所以為了又第二手準備,中國在發展了可以吹火箭的35倍音速風洞。

35倍音速風洞顧名思義就是可以形成每秒11公里的管道內風速,而這一標準明顯已經達到了登月行動所需的第二宇宙速度,所以不僅是長征五號需要35倍風洞的支持以加快進度,就是未來的超級運載火箭也離不開35倍風洞的幫助。舉個簡單一點的例子,沒有35倍音速風洞的話,中國的太空發展可能要多花五年甚至是十年的時間,而有了35倍音速風洞來保證計劃的同步進行,中國起碼可以因此減少2到3年在航天器上測試所浪費的不應該時間。

圖為高速風洞

此外,即使是戰鬥機和彈道導彈彈體,也需要更強的風洞環境來測試機體或者彈體的承受極限。對於發展先進戰鬥機和彈道導彈的國家而言,錢肯定是不缺的。然而,如何在同樣的資金投入下獲得最快的回報就成了目前各國努力去解決的問題之一。與其讓飛機和彈道導彈在服役中出現問題重置生產計劃,還不如在風洞中就將其折磨殆盡以測試其極限性能,所以對於什麼都有,就缺時間的中國來講,35倍風洞還是很有必要的。


分享到:


相關文章: