中國空軍的超級工程 沒它絕對造不出六代戰機

我們都知道，第四代戰機有一個重要指標「超音速巡航」，擁有超音速巡航的戰機意味著能夠更快到達戰場、搶佔先機，而在研究超音速巡航時有一種工具發揮過巨大的作用，這便是「風洞」，「風洞」系統的好壞直接決定著一個國家在氣動外形研究領域的優劣，今天***就來聊聊「風洞」的那些事。

人類生活在地球大氣層以內，大氣層內充滿空氣，在物體低速移動時影響不大，當物體高速移動時：如高鐵300公里每小時、甚至戰機突破音障後大約1200公里每小時，在這種情況下，空氣的阻力會增大到恐怖的程度，這樣便催生了一門學科叫做「空氣動力學」，而「風洞」作為空氣動力學最常用到的工具，在學術界，被喻為「飛行器的搖籃」，流傳著「有什麼樣的風洞，才能有什麼樣的飛機」的說法。其重要意義不言而喻。

在飛行器研製過程中，需要做試驗。直接造個飛機飛兩圈試試，太不安全，更燒不起那錢。人們想出用模型來做試驗。但模型也不會飛，怎麼辦？我們以人工的方式產生並且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，並可量化氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象，它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具之一。

「風洞」按氣流速度大小來區分，可以分為低速、高速、跨音速、超音速和高超聲速風洞。按驅動系統來分，一種由可控電機組帶動風扇的連續式風洞，運轉時間長，費用低，多在低速風洞中使用。另一類是用小功率的壓氣機事先將空氣增壓貯存在貯氣罐中，實驗時快速開啟閥門，使高壓空氣直接進入洞體的暫沖式風洞。暫沖式風洞工作時間短，功率較高，多用於超聲速和高超聲速風洞。

世界上公認的第一個風洞是英國人韋納姆於1871年建成，並測量了物體與空氣相對運動時受到的阻力。美國的萊特兄弟在他們成功地進行世界上第一次動力飛行之前，也在1900年建造了一個風洞，德國在1907年就成立了哥廷根空氣動力試驗院，並在此後砸錢修建了一批低速、高速、超高速和特種風洞，讓德國在世界上率先研製出噴氣式飛機、彈道導彈。

到1945年，第二次世界大戰尚未結束時，德國設計並開始建造一個實驗段直徑1米，最高風速達10馬赫的連續式高超音速風洞。戰爭結束後被美國繳獲相關技術，仿製並適當修改後，一直到1961年在阿諾德中心建立最高風速達12馬赫的高超音速風洞。

而美國加州的艾姆斯研究中心擁有世界上最大的風洞，實驗段尺寸達24.4×36.6米,不需要製作等比例模型，足以實驗一架完整的真飛機。現代飛行器的設計對風洞的依賴性很大，50年代美國B-52轟炸機的研製，進行了約10000小時的風洞吹風實驗，而80年代第一架太空梭的研製甚至進行了約100000小時的風洞實驗。

包括測量在不同姿態、不同速度、不同大氣條件下的阻力、升力和壓力分布。所以風洞試驗的水平，體現了一個國家航空航天的水平，更是體現了一個國家國防中制空權的水平。

我國第一座風洞是1934年清華大學自行設計的低速風洞。該風洞於1936年建成，後來在日本侵華戰爭中，風洞被毀。此後，又在南昌籌建的4.57米低速風洞1937年基本完工，1938年咋日本飛機的轟炸中受損。1949年之後，哈爾濱軍事工程學院、北京大學等都相繼建造了低速風洞。

為了加速發展中國的航空航天事業，根據力學家錢學森、郭永懷的構想，國家於1965年在四川組建了高速空氣動力研究機構，隨後又相繼迅速組建了超高速和低速空氣動力研究機構。現如今，該機構裝備有亞洲最大風洞群，擁有8座「世界級」風洞設備；建成峰值運算速度達每秒10萬億次的計算機系統。

風洞試驗、數值計算和模型飛行試驗三大手段齊備，能夠進行從低速到24倍聲速實驗，模擬從水下、地面到94公里高空環境，是中國規模最大、綜合實力最強的國家級空氣動力試驗中心，其綜合試驗能力躋身世界先進行列，還有我國裝備的JF12復現高超聲速激波風洞是國際首座超大型高超聲速激波風洞，其整體性能更是處於國際領先水平。

該風洞可復現25—40 km高空、馬赫數5—9飛行條件、噴管直徑2.5米、實驗艙直徑3.5米、試驗時間超過100 毫秒。為我國的高超聲速飛行器的研發提供了必要條件。

隨著工業空氣動力學的發展，「風洞」在交通運輸、房屋建築、風能利用等領域也發揮著重要作用，在過去我們沒錢沒能力，就連好不容易建成的風洞也毀於戰爭，而如今從殲10、東風導彈、到神舟飛船，高鐵列車，再到跨海30多公里的杭州灣大橋，都在經過風洞的試驗後一步步成為現實，我們有理由相信，在一系列世界上最強大的風洞系統的幫助下，中國的空氣動力學將問鼎人類科技的巔峰，建設保衛好我們的美好家園。

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