【軍武次位面】：風林火山
目前，高超聲速技術已經成為世界各國競相研發的技術之一，諸如中國、俄羅斯、美國等國都研製出了自己的高超聲速武器，取得了豐碩的成果。但實際上，高超聲速技術仍是現階段流體力學領域的尖端和前沿，只有少數幾個國家オ掌握了這項前沿技術。之所以如此，是因為開展高超聲速技術的研究，必須擁有良好的實驗基礎和設施作為支撐，而高超音速風洞就是關鍵。
高超聲速風洞一般是激波風洞，實驗段氣流流速5—10馬赫的較為常見，20馬赫以上的相對較少。目前，激波風洞主要分為三大類:加熱輕氣體類、自由活塞類和爆轟驅動。其中，加熱輕氣體類激波風洞，主要是依靠高速驅動氣體，而自由活塞類和爆轟驅動類依靠的是高壓氣體驅動。
在上述三種類型的激波風洞中，加熱輕氣體類激波風洞出現較早，缺點很明顯:消耗大量氫氣。美國的 LENSII風洞，是加熱輕氣體類風洞的代表，氫氣消耗量是中國JF12風洞的20倍。自由活塞類激波風洞，其原理是利用活塞在圓筒內對氣體進行壓縮，從而獲得高溫高壓的驅動氣體。這類風洞可模擬的氣流總溫高，可模擬的馬赫數範圍廣、成本較低。不過其有效實驗時間過短，該類風洞中最大、最先進的日本 HIEST風洞(實驗段仍偏小，馬赫數不高)，其穩定實驗時間僅2毫秒。
爆轟驅動激波風洞，原理是用爆轟產生高溫高壓驅動氣體、用化學能代替機械能驅動風洞。爆轟驅動激波風洞的概念1957年已提出，但長期無法實用化。1988年，我國俞鴻儒院士提出在驅動段末端添加卸爆段，以消除反射超高壓造成的危險以及對下游實驗流場的干擾，使得爆轟驅動理論有了實用化的基礎。1997年，中國建成世界上第一座實用化爆轟驅動激波風洞JF10。經過不懈努力，我國連續突破多項技術難題，於2012年研製成功具有我國自主知識產權、國際首座可復現高超聲速飛行條件的JF12高超聲速激波風洞。
目前，世界公認最先進的加熱輕氣體風洞，是美國LENSⅡ風洞。
與JF12風洞相比，LENSⅡ連續有效實驗時間僅有30毫秒，而JF12風洞則有100-130毫秒左右。在驅動壓力和時間分辨率測量精度上，JF12風洞也大幅領先LENSⅡ風洞。同時，美國LENSⅡ激波風洞的實用實驗流速僅7馬赫，總溫最高僅2000℃，總壓不到 10Mpa；而JF12風洞實用實驗流速，最高可達10馬赫，總溫可超過3000℃，總壓不小於12MPa。可復現25-50千米高度5-10倍聲速的飛行條件，核心技術參數世界領先。JF12風洞為我國重大工程項目的關鍵技術和高溫氣體動力學基礎研究提供了不可替代的實驗手段。
▲JF-12高音速風洞
目前能為高超聲速技術領域提供基本風洞實驗條件的國家，僅有美中俄三大國。美國曾全面領先，研究隊伍曾最龐大，人員素質曾最優秀，但其目前財政緊縮，工業空心化導致配套不完善，對中國留學生的各種限制又為自身老化(平均年齡50多歲)的研究團隊雪上加霜，實驗設施建設停滯，總體發展放緩，一些領域已落後。中國目前工業體系世界最全，還擁有世界上平均年齡最小，人數最多的研究團隊，從發表論文的質與量來看，人員素質也很優秀，目前實驗設施建設氣勢恢宏，總體發展在不斷加速。
▲模型強軍的印度高超音速武器
一個國家能提供的實驗條件如何，在很大程度上決定了這個國家高超聲速技術研究的水平。但這類實驗條件的提供與國家整體的科技水平，工業能力，經済能力，人才的量與質等等，都息息相關，不是某些國家拍拍腦袋，就可以解決的。
閱讀更多 軍武次位面 的文章
