國際領先！國之重器JF-22超高速風洞通過驗收，一起來看專家解讀！

前不久

建設在北京懷柔科學城的

JF-22超高速風洞通過驗收

引發(fā)高度關注

這一國之重器的性能指標

在國際上達到了什么水平？

它又將開展哪些實驗？

相當于約30倍聲速！記者探訪JF-22風洞

走進位于北京懷柔科學城的空天飛行高溫氣動全國重點實驗室，記者看到了剛剛通過驗收的JF-22超高速激波風洞。它全長167米，各項性能指標國際領先，為空天往返系統(tǒng)以及超高聲速飛行器研制提供了有力支撐。

作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風洞可以復現40到90千米高空、速度最高達每秒10千米，相當于約30倍聲速的飛行條件。

據中國科學院力學研究所研究員、懷柔激波風洞項目負責人姜宗林介紹：

1.JF-22吹出來的流場大概有2.5米直徑，一般國外最大的是1.5米直徑，可以放更大的飛行器；

2.在馬赫數為10的時候，JF-22可以達到40個毫秒，比國內外同類先進水平有成倍的提高，實驗結果的精度也更高；

3.JF-22總溫高、總壓高、性能高，目前世界上沒有其它風洞可以相比。

風洞是如何工作的？激波風洞有何特點？

JF-22超高速風洞，也叫爆轟驅動超高速高焓激波風洞。名字聽上去就特別的高大上，作為飛行器的搖籃，風洞究竟是如何工作的？激波風洞又有何特點？又將開展哪些實驗？來聽聽專家的解讀↓↓↓

瞄準天地往返飛行技術 科研團隊首先展開研究

JF-22超高速風洞的研發(fā)目標主要是為解決超高速飛行技術的試驗研究問題，在項目驗收后，科研團隊首先展開的就是天地往返飛行技術的研究。據中國科學院力學研究所研究員、懷柔激波風洞現場負責人韓桂來介紹，“我們最近正要研究兩級或者多級入軌的這樣一個飛行器，火箭是垂直起降，將來我們要通過飛行器水平起降，然后飛到比方說30公里到40公里高度，再把第二級釋放出來，接著往上飛，形成一個接力的模式，叫兩級或者多級入軌，所以最近我們也正在準備這樣一個相應的分離方案的實驗，主要就是來探索下面級跟上面級產生分離的過程。”

而另據姜宗林介紹，“風洞研究的話，我們已經把高超聲波分離的概念解決了，從實驗的角度，我們非常成功、非常安全解決這個問題了。另外，我們還要做不同飛行速度下的分離，拿到這些數據，飛行器設計、飛行實驗就非常容易了。”

JF-12和JF-22 覆蓋全部“飛行走廊”實驗能力

2012年研制成功的JF-12復現風洞，總長265米，成為當時國際最大、整體性能最先進的激波風洞。而JF-22超高速風洞也于近日完成驗收開始正式運行。

JF-12復現風洞和JF-22超高速風洞分別是對應領域規(guī)模最大、性能最先進的激波風洞，使我國成為高超聲速領域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實驗能力的國家。

JF-12復現風洞和JF-22超高速風洞可分別實現每秒1.5到3千米和每秒3到10千米的實驗條件，共同構成覆蓋馬赫數5到25、飛行高度25到90千米的氣動實驗平臺。

姜宗林介紹說，可以利用風洞做高超聲速發(fā)動機試驗?！拔覀儗嶒炇姨岢鲆环N新型的發(fā)動機，叫做駐定斜爆轟發(fā)動機?，F在我們用JF-12已經做到馬赫數7到馬赫數9，現在看來新型的發(fā)動機比傳統(tǒng)的發(fā)動機熱效率要高50%，燃燒穩(wěn)定；JF-22準備從馬赫數9一直做到馬赫數16。如果有這樣一個發(fā)動機做完之后，我覺得對我們國家下一步的航空航天技術是一個非常大的推動?！?/p>

此外，科研團隊還將利用激波風洞實驗平臺，展開滑翔式飛行器、天地往返飛行器、多級入軌飛行器等研究，支撐和服務國家高超聲速科技領域重大需求和關鍵技術攻關。

組建攻關團隊 我國另辟蹊徑早在2021年8月，央視軍事頻道也曾介紹過當時在建的JF-22風洞。上世紀五六十年代，在錢學森、郭永懷的戰(zhàn)略部署下，中科院力學所組建起我國首個高超聲速激波風洞科研攻關團隊，團隊放棄當時國際通行技術，通過幾十年的技術攻關，另辟蹊徑實現爆轟驅動理論創(chuàng)新。

上世紀九十年代末，姜宗林（激波風洞項目負責人）帶領團隊開啟大型爆轟驅動激波風洞攻關。

2012年，JF-12風洞研制成功。如今，JF-22風洞通過驗收并開始運行。

什么是風洞？

NASA官網上對風洞有個接地氣的定義：風洞是內部有空氣流動的大管子。簡單來說，風洞是通過人工產生和控制氣流，模擬飛行器或物體周圍氣體的流動及空中各種復雜的飛行狀態(tài)，并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試驗設備。它是進行空氣動力試驗最常用、最有效的工具，是現代飛機、導彈、火箭等研制定型和生產的“綠色通道”，風洞也可以看作為地面上人為地創(chuàng)造了一個“天空”。風洞通常被用來測試飛機、汽車、宇宙飛船，以及幾乎所有與周圍空氣流動有關的工程應用，甚至高爾夫球。

▲風洞原理簡示圖

風洞主要由洞身、驅動系統(tǒng)和測控系統(tǒng)組成。每個部件的形式因風洞的類型而異。實驗部分主要是用于測量和觀察模型，在實驗段的上游有穩(wěn)定段和噴管，穩(wěn)定段的作用是提高氣流的平直度和減小氣流的紊亂程度，而噴管的作用則是將氣流加速到所需的速度；在實驗段的下游一般有擴散器，用于降低流速和殘余速度損失，還有一個排氣段，用于將風洞外的氣流或回流段引導至風洞的入口。

▲風洞基本構成

（來源：中央廣播電視總臺、央視軍事、綜合CCTV-13《共同關注》、中科院之聲、政知道、力學科普）