中國正在修建世界上最高速的風洞,以模擬秒速達12公裡的高超音速飛行條件。以這個速度,一臺高超音速飛行器可以在14分鐘內從中國飛到美國西海岸。
什麼是風洞?
風洞,是以人工的方式產生並且控制氣流的試驗管道,可以模擬各種飛行環境,並可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備,因此風洞實驗室,也被稱為未來飛行器的搖籃。
飛行器在空中飛,在地面實驗的時候,飛行器不動,風洞產生的這種氣流速度,要等於它飛行速度,模擬飛行環境。這個風洞實際上,我們可以說是一種先進飛行器的搖籃,一種孵化器。
風洞廣泛用於空氣動力學研究,以驗證和發展有關理論,通過風洞實驗來論證人造飛行器的氣動布局和評估其氣動性能。現代飛行器的設計對風洞的依賴性很大,如果用於軍事作戰,這類武器系統將會發揮驚人的作戰效能。
在全球範圍內,能造出大型風洞的國家沒幾個,目前全球具備獨立研製大型風洞實驗室能力的國家僅有中國,美國,俄羅斯。風洞試驗本身成本非常巨大,首先由於風洞的建造成本非常高昂,一個完整的風洞試驗體系建設成本是以百億美元為單位的,而且周期都是以幾十年計。其次是風洞的運行成本,大型風洞運行起來就是耗電超級大戶,有些大型風洞甚至要專門配備發電站,這是非常燒錢的設備,不是一般國家能夠玩得起的,比如歐洲幾個中等國家:英法德意等國,它們只能聯合起來建造大型風洞實驗室。
美國有一個很著名的風洞,4倍到7倍的聲速,噴管也做到一米五,實驗時間30毫秒。美國B-52戰略轟炸機的研製過程就進行了超過10000小時的風洞實驗。我們現在這個風洞可以揭示好多他們沒有發現的問題,美國國防部年度報告,每年都更換其它的內容,連續4年持續關注我們的風洞下一代的航空航天技術,我們希望飛到5倍以上的聲速,這種飛行器研究成功的話,從北京飛到紐約變成兩個小時。
高超音速飛行器?
指飛行速度達5倍音速或以上速度的飛行器。
印度正在研究一種能夠發射巡航飛彈的高超聲速飛行器。印度科學研究院(IISc)將牽頭開展相關模擬仿真工作,並在一座新建的高超聲速風洞內開展相關風洞試驗。據該風洞負責人Vasudevan透露,項目由印度國防研究與發展實驗室(DRDL)資助。
美軍在2013年5月1日進行了實驗型高超音速飛行器的測試,速度達到五倍音速以上,測試獲得了圓滿成功
2013年5月1日美國空軍X-51A「乘波者」無人飛行器在大約6分鐘的測試過程中飛行了230多海裡,即425千米左右,測試地點位於加利福尼亞海岸,最快速度為5.1馬赫。測試的X-51A「乘波者」是波音公司研發的第四架該型高超音速飛行器,在此之前已經進行過數次測試,其中2012年8月的測試以失敗而告終。
目前世界上最先進的高超音速風洞是美國的LENS-X設備,其速度達到每秒10公裡,是音速的30倍。
北京航空航天大學教授吳大方說:「中國和美國開始了高超音速賽。」吳大方2013年因發明用於高超音速飛行器的隔熱材料而獲得了國家級獎項。吳大方曾參與研發高超音速巡航飛彈、近空飛行器、高速無人機和其他可用於人民解放軍的武器。他說,中國有多個高超音速風洞,有助於確保高超音速武器測試的高成功率。吳大方說,這一新風洞將成為「全世界最強大和先進的高超音速飛行器地面測試設施之一」。
從事相關科研項目的中國科學家對外透露:中國將在2020年建造完成高超音速飛行器的風洞實驗室,從而滿足中國高超音速武器研發項目的急迫需求
高超音速武器?
是指以高超音速飛行技術為基礎、飛行速度超過6倍音速的武器。
高超音速在軍事上具有很重要的意義,高超音速武器航程遠、速度快、結構簡單、性能超卓,能夠快速打擊遠程目標,被軍事專家稱為繼螺旋槳、噴氣推進器之後航空史上的第三次革命性成果。高超音速武器主要包括高超音速制導炮彈、偵察機、巡航飛彈、鑽地彈、轟炸機等。
中國高超聲速武器在很多領域超越美國,並且在幾種飛行狀態下都屬於領先位置。今後,我們的高超聲速武器會逐步由型號研製向武器方面發展,而且由於高超聲速武器的研製,我們在下一代戰略武器的研製方面也屬於領先狀態,這對國防安全有很大意義。
經過多年發展,中國目前的風洞技術水平已經處於世界前列。
中國風洞建設呈跨越式發展,中國風洞建設在世界範圍內屬於世界第一梯隊。風洞建設是航空工業發展的重要輔助工具,任何太空飛行器在實際環境中,技術能否實現是一個大問題。所以,飛機不是畫出來的, 是「吹」出來的。 很多飛彈都要在風洞中模擬氣溫環境實驗,沒有這種實驗,就沒有新裝備、新彈藥等問世。從這些跡象判斷,中國風洞建設水平已經達到高超水準。
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