新一代飛行器搖籃!探秘JF-22超高速風洞,可復現30倍聲速飛行條件

July 16, 2023
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又一國之重器通過驗收,JF-22超高速風洞長167米,可復現約30倍聲速飛行條件,成為研製新一代飛行器的搖籃。

各類飛行器在研發過程中,需要進行大量模擬飛行實驗,但又不可能真的讓飛行器頻繁上天試飛,於是風洞便應運而生,它相當於在地面人為建造一個「飛行天空」,是研製飛行器必不可少的大型氣動實驗裝置。

早前剛剛通過驗收的JF-22超高速激波風洞,全長達到了167米,各項性能指標可以說是國際領先。作為研製新一代飛行器的搖籃,JF-22超高速風洞可以復現40至90公里高空、速度最高達每秒10公里、相當於約30倍聲速的飛行條件。可以說,JF-22將為中國的空天往返系統以及超高聲速飛行器研製提供了有力支撐。

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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,JF-22超高速激波風洞具有尺度大、時間長等特點,在性能方面勝過世界上其它風洞。 第一,尺度大。JF-22超高速激波風洞吹出來這個流場有2.5米的直徑,一般國外最大直徑1.5米,更大的直徑意味著可以放更大的飛行器。 第二,時間長。在馬赫10的時候JF-22達到40個毫秒,比國內國際的同類先進水平大概要有幾倍、成倍提高,實驗的結果的精度也高了。 第三,總溫高,總壓高,性能高。現在可以做到2500攝氏度到18000攝氏度,而總壓的話,我們可以做到100個大氣壓一直到10000個大氣壓。 JF-22超高速風洞的研發目標主要是為解決超高速飛行技術的試驗研究問題,在項目驗收後,科研團隊首先展開的就是天地往返飛行技術的研究。JF-22超高速風洞內部長甚麼樣?如何在裡面開展試驗工作呢? - 閱讀更多 -

央視記者近日就探訪空天飛行高溫氣動全國重點實驗室,揭秘JF-22超高速風洞及內部情況。 畫面顯示,JF-22超高速風洞實驗艙裡面比較寬敞,它的直徑達到了4米,可以進行實驗的實驗模型的最大尺寸能夠達到長度8米,而氣流的最大速度能達到每秒3至10公里,從而可以進行一系列的空氣動力學的超高速實驗。 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,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,將來會通過飛行器水平起降,飛到例如說30公里到40公里高度,再把第二級釋放出來,接著往上飛,形成這樣一個接力的模式,叫兩級或者多級入軌。最近研究人員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它產生一個分離的過程。 - 閱讀更多 -

姜宗林說,就風洞研究的話,科研人員已經把高超聲波分離的概念解決了,另外還要做不同飛行速度下面都可以分離,這些情況做完之後,拿到這些數據的話,飛行器設計、飛行實驗就非常容易了。 那麼,作為飛行器的搖籃,風洞是如何工作的?激波風洞有何特點? 2012年研製成功的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。近日完成驗收開始正式運行的JF-22超高速風洞。JF-12復現風洞和JF-22超高速風洞分別是對應領域規模最大、性能最先進的激波風洞,使中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1.5-3km和每秒3-10km的實驗條件,共同構成覆蓋馬赫數5-25、飛行高度25-90km的氣動實驗平台。 - 閱讀更多 -

科研團隊還將利用這一激波風洞實驗平台,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,覆蓋了從航天到航空一直到探測器的整個範疇,具有很大的應用領域,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。

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Source: 巴士的報