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领先世界!中国JF-22超高速风洞建造完成,33倍音速独步全球!

领先世界!中国JF-22超高速风洞建造完成,33倍音速独步全球! 52赫兹实验室
2023-06-07
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导读:最近官媒说中国已经建造完成JF22高超音速风洞,可复现33马赫,技术水平更是领先西方20年

 


开 头


能公开的技术,那都不是最顶尖的!



这不,最近官媒说中国已经建造完成JF22高超音速风洞,可复现33马赫,技术水平更是领先西方20年。


那么这个高超音速风洞,到底厉害在哪?


 


中国高超音速风洞


风洞是什么?这玩意相当于在地面人造一个“飞行天空”,是研制飞行器必不可少的大型气动实验装置。



通过它,工程师可以模拟并测试各种气流条件,包括但不限于速度、湿度、压力和温度。这些条件可以调整,以模拟不同的环境,比如高空飞行、低空飞行、高速飞行等。


在风洞中,工程师可以通过观察和测量气流与物体的互动来评估物体的气动性能,可以帮助设计出性能更优秀的飞行器。



说白了,每一种新的飞行器设计,都需要在风洞中经过数不尽的测试和修改,才能最终实现空中飞行,因此风洞也被誉为"飞行器的摇篮"。


而想要开发出高超音速武器,那么就需要用到一种叫做高超音速的风洞。这种风洞可以模拟的速度通常远高于音速,甚至可以达到或超过 5 倍音速。



要知道高超音速飞行的物体会面临一系列的复杂问题,包括热防护、气动加热、冲击波、气动弹性等。


如何保障这些都没问题,那么必须要在风洞里面进行一波高强度的测试。


但想要把这种风洞制造出来,背后的技术挑战还是非常多的。


比如高超音速风洞需要产生的气流速度和温度都非常高,这就对设备的材料和设计都提出了极高的要求。



其次为了能够得到准确的测试结果,风洞中的气流必须非常均匀且稳定,这对风洞的设计和运行也是一个挑战。


此外,由于高超音速风洞的运行环境非常极端,这就需要使用高级的传感器和数据处理技术才可以。


正因如此,这种风洞的造价是非常昂贵的。



美国人曾给出一个数据:对于飞行器的研制成本,如果把方案设计和初步设计阶段修改外形所需付出的成本设为1的话,那么等到把它制造出来进行首次飞行后再进行外形修正,所需付出的代价则是30000!


中国为什么能够在高超音速导弹上做到领先全球?背后最主要的还是中国在高超声速风洞领域,水平处于世界遥遥领先地位。



比如我国在许多年前制造出来的JF12风洞,它总长为265米,总重约1000吨,由主体系统和附属系统两部分组成,喷管出口直径可达2.5米。


神奇的是,它没有运动部件,仅仅靠一道激波,就可以实现在试验段里复现高空25到40 千米,以及马赫数5到9的高超声速飞行环境。


9马赫,这是什么概念?


如果飞机以该速度飞行,那么,从北京到纽约所需的时间,将由目前的14小时缩短至2小时。



有人形容,当飞行速度达9马赫时,对于飞机的发动机点火来说,就像在龙卷风中点燃一根火柴,还要保证它能持续燃烧。


而JF12可以在地面完全复现“龙卷风”的状态,这就为研发高超声速发动机创造了条件。


JF12为啥能这么厉害?其背后采用最独特的大功率激波风洞爆轰驱动技术,是完完全全纯国产的,由著名的俞鸿儒院士首创的。



该技术利用化学能替代机械能,变革了国际主流机械压缩模式,而且使驱动性能得到量级的提升。


据相关数据显示,JF12试验气流的总温要达到1600~3000摄氏度,气流总压要达到2~12兆帕。



举个形象的例子,如果应用2.5米直径的喷管,开展9倍声速的试验,JF12激波风洞的功率需求比葛洲坝水电站的总功率还要大!


也许大家觉得JF12已经很厉害了,但中国从来都是打破记录的,即使是自家的也不在话下。


这不,又冷不丁的建造出来JF22高超音速风洞,比之前的更牛。



之前JF12还只能最多突破到9马赫,而JF22则上升了好几个台阶,直接干到33马赫,高度也飙升到40到90千米。


并且值得一提的是,JF-22风洞的驱动功率约是1.5万兆瓦。要知道三峡水电站的装机容量是2.2万兆瓦,这是一个非常恐怖的数字。



在一些科幻电影里,某个疯狂博士在做实验,导致全城都停电了,嗯,就是这种感觉!


JF-22风洞的核心技术就是通过正向爆轰驱动器,为激波风洞提供平稳的驱动气流,试验能力,毫不夸张的说,相比JF-12激波风洞提高10倍。


为什么中国要建设如此强大的风洞?


一方面是为了考虑日后不断发展的高超音速武器需求,另一方面也是奔着天地往返系统去的。



据相关人士透露,如果该系统弄出来后,能把目前的卫星发射、航天器发射的费用减少90%。


过去我国还没建设出来高超音速风洞时,全球也就日本跟美国是最先进的,比如美国的LENSⅡ,它的仿真飞行速度可达7倍音速,持续时间为30毫秒。


但等到中国人突破后,情况就不一样了。


我国的风洞直接秒杀它们,比如实验时间可长达100毫秒,正常工作时间约130毫秒。



这时间变长,意味着我们可以将飞行器模型做得很大,做的实验就可以比他们更先进,这样一来,高超音速武器就会越来越多。


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”。


这消息咱先不追究是不是真的,但从侧面也反映出,中国在高超音速风洞上面的技术,那真不是说着玩的。


 


结 尾


现在我国既有JF12风洞,也有JF22风洞,可谓是双重保险


这两个风洞的建造,无疑让中国在研发超高音速飞行器上的节奏,变得越来越快了。



过去美国一直对我们进行技术封锁,不好意思,现在我们不仅突破了技术封锁,还实现了弯道超车,这下,留给美国的时间不多了。


也难怪美国会着急了,因为再不抓紧,世界霸主的地位就会受到严重威胁。



 

呐,等你关注都等出蜘蛛网了~

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