中國又開建一大超級工程：竟然連美俄兩個大國都造不出來

3月16日，中國中央電視台新聞節目首次就我國正在研製建設的「世紀風洞」工程進行了報道，報道稱，目前在位於北京中科院高溫氣動力國家重點實驗室內，中國正在積極建造世界第一流水平的高超音速風洞，其模擬高超音速飛行速度將高達馬赫數10至25，這個速度恰恰是下一代高超音速武器發展的主要指標性速度值，也剛好是未來跨大氣層飛行器的主要飛行段的飛行速度，此外，別忘了戰略導彈的分導彈頭再入飛行時，速度也在馬赫數20上下，其戰略意義怎麼說都不為過，軍事專家告訴記者，高超音速飛行器研究的難點有兩個：第一個是如何處理高溫，第二個是飛行控制。因此，在先進空天飛行器的研製過程中，需要用高超聲速風洞對不同飛行空域的飛行條件進行模擬。實際上，高超聲速風洞技術的發展對於先進空天飛行器的研製以及航空航天技術的發展具有戰略意義。

實際上，當飛行器在大氣層內高速飛行時，空氣的粘性作用致使飛行器表面產生劇烈的氣動熱，如當以馬赫數超過30速度再入大氣層時，飛行器前緣駐點溫度將高達3000度左右。高溫會對飛行器造成不可恢復的損傷，致使飛行器結構外形發生燒蝕、結構強度以及剛度發生改變，對飛行器的正常飛行以及安全帶來極為嚴重的影響。因此，高超音速飛行器需要採取適當的熱防護措施，以保障飛行器的結構和內部設置能正常工作。眾所周知，風洞是「飛行器的搖籃」。有什麼樣的風洞，才能有什麼樣的飛機、飛船、火箭、導彈等飛行器。與之相關的空氣動力學研究水平，是一個國家科技實力和綜合國力的重要標誌，研製高超音速武器、新一代戰略導彈、未來空天飛行器、空天飛機和航天運載器都需要高超音速風洞的支持。

此前，我國自行研製的JF-12復現高超聲速飛行條件激波風洞，可以模擬馬赫數5至10之間的超高音速飛行器飛行，一方面高超音速飛行器氣動熱的產生受到諸多因素的影響，如飛行器外形結構、飛行姿態、飛行速度、飛行高度、激波干擾與激波邊界層干擾、真實氣體效應、邊界層轉捩等，其過程十分複雜，因此，對氣動熱的準確預測十分困難。另一方面，通過JF-12復現高超聲速飛行條件激波風洞，可以在風洞內對高超音速飛行的飛行器進行地面模擬，從而找到高超音速飛行器的氣動熱變化規律，從而為熱防護找到解決辦法。

雖然美國在上世紀90年代以來建設有馬赫數25左右的HYPULSE風洞，但其數據收集能力以及對高超音速飛行器研究的能力並不比JF-12更好，JF-12具有復現25至50千米高空、馬赫數9範圍高超聲速飛行條件的能力，獲得的有效實驗時間長達100毫秒，噴管直徑2.5米，其性能指標全面超過美國LENS II風洞，這一點美國人是服氣的，近年來，我國在爆轟驅動高超聲速激波風洞的技術領域已經取得了一系列原創性成果，在臨近空間低段已經具有復現高超聲速飛行條件的能力，處於國際領先水平。目前，我國正在建設的新一代風洞將比美國最先進的HYPULSE風洞更加強大，其中最重要的是，新型風洞將在JF-12風洞的基礎上，將能夠首次通過開展地面風洞實驗數據與天上真實飛行實驗數據關聯規律的研究，從而獲得由地面風洞實驗數據到天上實際飛行條件的「天地換算方法」具有非常重要的工程應用價值，等於在高超音速飛行器研究上進入了「快車道」。

眾所周知，高超聲速飛行器在實際飛行狀態下的氣動力和熱特性是飛行器設計與飛行實驗規劃最重要的依據。國外已建設的眾多高超聲速風洞已經獲得了大量的實驗數據，但由於風洞的實驗環境與真實高超聲速飛行環境存在差別，使得通過風洞實驗獲得的氣動力和熱數據無法直接作為飛行器設計的依據。因此，上面那個「天地換算方法」等於在模擬模擬高空飛行情況下進行了一次技術升級，讓其模擬模擬程度得到大幅提高，為型號項目研製（某型空天飛機和某高超音速反艦導彈）提供更可靠的氣動數據，有效降低飛行實驗的頻率與風險。其次，該風洞的測試儀器儀錶全面實現了國產化，外國人「卡脖子」再也搞不成了。

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