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发布时间:2024-12-26
中国在高超音速领域为什么能一举超越美国?俄罗斯卫星网6月1日称,力学研究所副研究员韩桂来近的公开演讲揭示了部分原因:中国拥有当今世界进的高超音速风洞,“比西方了20-30年"。
报道称,韩桂来在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进的,大概可以西方20-30年。
在中科院力学所的上查到,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、具有国际水平的地面气动实验平台。
JF-22风洞到底有多强呢?韩桂来表示,不同于其他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"。
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,国际上非常的激波风洞有两个,一个是美国的LENSⅡ,它的仿线毫秒。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,这决定了我们在国际上的地位。"
韩桂来强调说:“我们的两座风洞可以跟国际上所有的风洞去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,只有这两座风洞可以实现这样的实验条件。"
香港《》称,近年来中国已部署了多款高超音速,“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技术。
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。
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