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高超音速导弹领域,“这决定了我们在国际上的领先地位”

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而在中国的高超音速风洞出现前

中国在高超音速导弹领域为什么能一举超越美国?俄罗斯卫星网6月1日称,中国科学院力学研究所副研究员韩桂来最近的公开演讲揭示了部分原因:中国拥有当今世界最先进的高超音速风洞,“比西方领先了20-30年”。

报道称,韩桂来在中国科学院格致论道讲坛上表示,位于北京怀柔雁栖湖畔的JF-22风洞能产生每秒10公里的超高速气流,相当于音速的 30 倍。再加上已经建成的JF-12复现风洞,这两个风洞是国际上最先进的,大概可以领先西方20-30年。

老司机在中科院力学所的官网上查到,JF-22超高速风洞是一座超大型激波风洞,其研发目标是针对天地往返飞行技术领域的国家重大需求和高温气体动力学学科的前沿探索,解决超高速飞行技术的试验研究问题。该项目基于我国独创的激波反射型正向爆轰驱动方法和正向爆轰驱动激波风洞技术体系,建成后将与JF-12复现风洞构成能够覆盖全部高超声速飞行走廊的、具有国际领先水平的地面气动实验平台。

光是这一段不明觉厉的介绍,就让老司机觉得牛得不行。

JF-22风洞到底有多强呢?韩桂来表示,不同于其他国家的风洞利用机械压缩机产生高速气流的做法,JF-22风洞用的是爆轰驱动方法。简单地说,就是用化学爆炸的方法产生高速气流,当燃料燃烧速度比普通燃气灶快1亿倍时,会产生类似于喷气式飞机在超高速时所经历的冲击波。JF-22风洞的驱动功率约是1.5万兆瓦。“三峡水电站的装机容量是2.2万兆瓦,所以在JF-22工作的那一瞬间,总功率跟三峡是可比的”。

中科院力学所发布的“JF-22超高速风洞仪器安装现场审查”照片

或许还有人问,研究高超音速飞行为什么需要这么强大的风洞呢?韩桂来解释说,当飞行器以这种超高速飞行时,表面的温度可能高达1万摄氏度。“随着飞行器速度提高,温度会在短时间内迅速提升。当温度达到2000摄氏度以后,氧分子就会变成氧原子甚至变成离子,氮分子会变成氮原子,出现一些很复杂的情况。” “这种空气不再是我们吸入的空气,飞行器在其中就像是在泥潭中游泳。”

为了充分研究这些超高速飞行时的特殊情况,必须在匹配的风洞中进行模拟试验。据韩桂来介绍,每架飞机或武器模型在生产前,都必须在风洞接受约1万次测试。“相关实验的时间一定要够长”。

而在中国的高超音速风洞出现前,国际上非常先进的激波风洞有两个,一个是美国的LENSⅡ,它的仿真飞行速度可达 7倍音速,持续时间为30毫秒。另一个则是日本的HIEST,它的实验时间只有2毫秒。韩桂来介绍说,我们的风洞不但产生的气流速度高,“而且实验时间可长达100毫秒,正常工作时间约130毫秒。我们在实验时间上比他们长很多,因此飞行器模型就可以做得比他们大,做的实验就可以比他们先进,这决定了我们在国际上的领先地位。”

韩桂来强调说:“我们的两座风洞可以跟国际上所有先进的风洞去PK,重点在于我们的规模比他们大,我们能够实现地面飞行实验。目前,全世界只有这两座风洞可以实现这样的实验条件。”

他总结说,“中国有句老话,10年磨一剑。我们用60年磨了两把剑,他们是最好的。”

香港《南华早报》称,近年来中国已部署了多款高超音速武器,“中国1年试飞的高超音速飞行器次数,相当于美国10年的总和。而且中国高超音速试飞成功率出奇的高,从未传出坠毁的消息”。报道称,中方研究人员还设计“世界上其他任何地方都不曾见过的高超音速发动机”,而中国在高超音速领域研发上的成功,很大部分就要归功于在风洞内运用的独特技术。

老司机还要提醒一下,外界说到中国在高超音速技术的突破时,往往局限在军事领域,其实这也是一种思维误区。中国科学家不是战争狂人,中科院对JF-22超高速风洞的相关进展并没有藏着掖着,足以说明问题。事实上,高超音速飞行对于我们的日常生活可能带来更大的影响。正如韩桂来所描述的,高超音速飞行技术将使人类能在1-2小时内就到世上任何地方,还能使太空发射的成本降低90%以上,甚至可能使太空旅行普及化。

想想看,这将带来多么美好的未来,不是么?

作者:老司机马识途

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发布日期:2021-06-02 10:25:22

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