科技前沿 |中国“超级巨龙”——JF12复现风洞，将领先世界水平！
据央视新闻频道报道，中科院高温气动力国家重点实验室工作人员透露，其团队正在研制的新风洞模拟马赫数可达10—25，试验流场直径2.5米，将是世界最高水平。作为先进飞行器的研发平台，建最高技术水平的风洞，全世界都在争。我们正在研制的这种新超高速风洞，计划四年左右建成。
“超级巨龙”——JF12复现风洞
此次央视报道的“复现高超声速飞行条件激波风洞实验技术”(以下简称“JF12复现风洞”)，有近300米长，是世界上最大的激波风洞，被国际同行称为“超级巨龙”(Hyper-Dragon)，是国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型高超声速风洞。JF12复现风洞是地面气动试验这顶皇冠上的明珠，也是气体动力学研究领域科研人员心中的珠穆朗玛峰。
基于中国科学院院士、中科院力学所研究员、空气动力学家俞鸿儒的爆轰驱动方法，我国科研团队从2000年就开始探索复现风洞理论与创新技术验证。经过了16年的艰苦努力，2017年完成JF12复现风洞的系列实验研究。
从国际高超声速风洞技术发展来看，JF12复现风洞突破了三大“卡脖子”的技术瓶颈：风洞驱动功率小、实验时间短、测量精度低。难能可贵的是，在复现风洞团队的研制工作中，从复现风洞理论，到以九项关键技术为核心的技术体系，再到风洞设计，这是一个“跨界”的研究过程。团队成员既是科学家，又是工程师。一套设备，几千张图纸，有多少疑难，就有多少讨论与质疑。通过不断的努力，他们做到了一次安装到位，一次调试成功。
关于JF12复现风洞，中国空气动力学学会专门撰文说：“复现风洞理论和技术解决了困扰高超声速实验60年的世界难题，实现了风洞实验状态从流动‘模拟’到‘复现’的跨越，引领了国际先进风洞试验技术的发展。”
风洞实验的作用
风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。
风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。根据相对性原理，飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力，与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来，两者的作用是一样的。但飞机迎风面积比较大，如机翼翼展小的几米、十几米，大的几十米（波音747是60米），使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来，其动力消耗将是惊人的。
根据相似性原理，可以将飞机做成几何相似的小尺度模型，只要保持某些相似参数一致，试验的气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度，并可以根据试验结果推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。
风洞技术决定飞行器水平
风洞是推动航空航天飞行器发展的国家重器，一代风洞技术决定一代飞行器的研制水平，代表着一个国家的科研实力。
高超声速复现风洞技术是对世界风洞实验技术的一种跨越，具有自己完整的理论体系。但是，随着时间的推移和宇航技术发展需求的提升，也必将提出更高的要求。高超声速飞行应该是必然的，但是真正高超声速时代何时才能到来，直至今日，我们仍然在不断努力。
文字来源：片段节选自央视新闻、环球网