国际领先！钱学森、郭永怀几十年前的“战略部署”成果落地怀柔

前不久

建设在北京怀柔科学城的

JF-22超高速风洞通过验收

引发高度关注

这一国之重器的性能指标

在国际上达到了什么水平？

它又将开展哪些实验？

▲总台记者JF-22超高速风洞（来源：央视军事）

▲总台记者JF-22超高速风洞（来源：央视军事）
相当于约30倍声速！记者探访JF-22风洞

走进位于北京怀柔科学城的空天飞行高温气动全国重点实验室，记者看到了刚刚通过验收的JF-22超高速激波风洞。

它全长167米，各项性能指标国际领先，为空天往返系统以及超高声速飞行器研制提供了有力支撑。

作为研制新一代飞行器的摇篮，JF-22超高速风洞可以复现40到90千米高空、速度最高达每秒10千米，相当于约30倍声速的飞行条件。

据中国科学院力学研究所研究员、怀柔激波风洞项目负责人姜宗林介绍：

• JF-22吹出来的流场大概有2.5米直径，一般国外最大的是1.5米直径，可以放更大的飞行器；

• 在马赫数为10的时候，JF-22可以达到40个毫秒，比国内外同类先进水平有成倍的提高，实验结果的精度也更高；

• JF-22总温高、总压高、性能高，目前世界上没有其它风洞可以相比。

风洞是如何工作的？激波风洞有何特点？

JF-22超高速风洞，也叫爆轰驱动超高速高焓激波风洞。名字听上去就特别的高大上，作为飞行器的摇篮，风洞究竟是如何工作的？激波风洞又有何特点？又将开展哪些实验？来听听专家的解读↓↓↓

瞄准天地往返飞行技术   科研团队首先展开研究


JF-22超高速风洞的研发目标主要是为解决超高速飞行技术的试验研究问题，在项目验收后，科研团队首先展开的就是天地往返飞行技术的研究。

据中国科学院力学研究所研究员、怀柔激波风洞现场负责人韩桂来介绍，“我们最近正要研究两级或者多级入轨的这样一个飞行器，火箭是垂直起降，将来我们要通过飞行器水平起降，然后飞到比方说30公里到40公里高度，再把第二级释放出来，接着往上飞，形成一个接力的模式，叫两级或者多级入轨，所以最近我们也正在准备这样一个相应的分离方案的实验，主要就是来探索下面级跟上面级产生分离的过程。”

而另据姜宗林介绍，“风洞研究的话，我们已经把高超声波分离的概念解决了，从实验的角度，我们非常成功、非常安全解决这个问题了。另外，我们还要做不同飞行速度下的分离，拿到这些数据，飞行器设计、飞行实验就非常容易了。”

JF-12和JF-22   覆盖全部“飞行走廊”实验能力

2012年研制成功的JF-12复现风洞，总长265米，成为当时国际最大、整体性能最先进的激波风洞。而JF-22超高速风洞也于近日完成验收开始正式运行。

JF-12复现风洞和JF-22超高速风洞分别是对应领域规模最大、性能最先进的激波风洞，使我国成为高超声速领域唯一具备覆盖全部“飞行走廊”实验能力的国家。

JF-12复现风洞和JF-22超高速风洞可分别实现每秒1.5到3千米和每秒3到10千米的实验条件，共同构成覆盖马赫数5到25、飞行高度25到90千米的气动实验平台。

姜宗林介绍说，可以利用风洞做高超声速发动机试验。“我们实验室提出一种新型的发动机，叫做驻定斜爆轰发动机。现在我们用JF-12已经做到马赫数7到马赫数9，现在看来新型的发动机比传统的发动机热效率要高50%，燃烧稳定；JF-22准备从马赫数9一直做到马赫数16。如果有这样一个发动机做完之后，我觉得对我们国家下一步的航空航天技术是一个非常大的推动。”

此外，科研团队还将利用激波风洞实验平台，展开滑翔式飞行器、天地往返飞行器、多级入轨飞行器等研究，支撑和服务国家高超声速科技领域重大需求和关键技术攻关。

组建攻关团队  我国另辟蹊径

早在2021年8月，央视军事频道也曾介绍过当时在建的JF-22风洞。上世纪五六十年代，在钱学森、郭永怀的战略部署下，中科院力学所组建起我国首个高超声速激波风洞科研攻关团队，团队放弃当时国际通行技术，通过几十年的技术攻关，另辟蹊径实现爆轰驱动理论创新。

上世纪九十年代末，姜宗林（激波风洞项目负责人）带领团队开启大型爆轰驱动激波风洞攻关。

2012年，JF-12风洞研制成功。如今，JF-22风洞通过验收并开始运行。

什么是风洞？

NASA官网上对风洞有个接地气的定义：风洞是内部有空气流动的大管子。简单来说，风洞是通过人工产生和控制气流，模拟飞行器或物体周围气体的流动及空中各种复杂的飞行状态，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状试验设备。它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具，是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”，风洞也可以看作为地面上人为地创造了一个“天空”。风洞通常被用来测试飞机、汽车、宇宙飞船，以及几乎所有与周围空气流动有关的工程应用，甚至高尔夫球。

▲风洞原理简示图

风洞主要由洞身、驱动系统和测控系统组成。每个部件的形式因风洞的类型而异。实验部分主要是用于测量和观察模型，在实验段的上游有稳定段和喷管，稳定段的作用是提高气流的平直度和减小气流的紊乱程度，而喷管的作用则是将气流加速到所需的速度；在实验段的下游一般有扩散器，用于降低流速和残余速度损失，还有一个排气段，用于将风洞外的气流或回流段引导至风洞的入口。

▲风洞基本构成

（来源：中央广播电视总台、央视军事、综合CCTV-13《共同关注》、中科院之声、政知道、力学科普）

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