哪 个国家的高超音速风洞最先进

作者&投稿:王宁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
【探究】高超音速风洞的技术难点在哪里?~

高超音速风洞,是指实验段马赫数范围约为5~14,气流温度高到能防止气流等熵膨胀到上述马赫数时在实验段发生液化,而没有高到足以产生真实气体效应的风洞。
1.高超音速风洞有连续式和间歇式两种形式,在高超音速风洞中都安装了空气加热器,高超音速风洞中气流总温高,会使喷管喉部过热,须采取冷却措施;高超音速喷管的曲壁形状变化剧烈,喉部窄小,且高温下易变性,故通常采用轴对称型喷管,这是难点之一。

2.高超音速风洞大多是间歇式的,且以吹-吸式较为多见。加热器如果采用电阻式加热器,可使气流总温加热到约1500K。这一温度能使气流在马赫数约低于14范围内不致于液化,但只能模拟马赫数为6以下的焓值,不能模拟高超音速范围内更高马赫数时的焓值。这也是一个难点。

3.风洞(wind tunnel)即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。先进风洞一直是飞行器研制的主要手段,地面风洞实验技术代表着航空航天领域战略发展实力,一代风洞技术决定一代飞行器的研发水平。

4.姜宗林和中科院院士俞鸿儒带领的团队一直潜心致力于高焓风洞实验技术的探索研究,提出了系统的爆轰驱动方法与长实验时间激波风洞理论,建立了高超声速复现风洞技术体系,成为空气动力技术创新发展的典范。

JF12被国际上称为“高超巨龙”(Hyper Dragon),是世界最大的激波风洞,也是国际首座可复现飞行条件的高超声速风洞,成就了我国独立自主研究先进空气动力学试验装备的先例。复现风洞理论和技术解决了困扰高超声速地面试验六十年的世界难题,实现了风洞试验状态从流动“模拟”到“复现”的跨越,引领了国际先进风洞实验技术的发展。

相比较超音速风洞,高超音速风洞的压强更高,其中还安装了空气加热器,还有冷却装置。虽然这两种风洞都有连续式和间歇式,但是高超音速风洞对技术要求更高,对机械材料的要求也更高。而所有风洞的建设都需要耗费大量人力物力,没有足够的经济条件,是难以支撑一个风洞实验室的建造、运行和实验的。所以世界上的少数国家才有高超音速风洞。

高超音速风洞是风洞体系里很高级别的风洞,它对技术和机械的要求都更高。任何国家建造风洞实验室都没有只建某一类型的一个实验室,向来都是按风洞体系去整套建造。而且高超音速风洞所模拟的情况主要是为了研究航空航天方面的问题,要研究这个方面,不是有风洞就足够的,还需要在其他很多方面做投资,这个成本不是哪个国家都承担得起的。

风洞实验室是帮助我们模拟飞行器或其他实体周围气流情况的设备。先进的风洞可以有效地辅助我们研究更好的飞行器,而风洞技术也往往代表着这个国家在航空航天方面的发展实力,决定着飞行器的水平。

只是建造出了一系列风洞是没用的,还需要不断地进行实验才算是拥有风洞。实验室一个探索的过程,可能会做很多无用功,不是一个很快就得到成果的事情,也就意味着国家需要承担实验的失误风险,需要不停地投资,所耗巨大。不是所有的国家都可以承担起这样的消耗,所以也只有一些国家拥有风洞。

台湾的风洞最先进,不过台湾可能已经淘汰了风洞改为使用综合喷射推进与气热测试设备来代替风洞在军事方面的用途。

风洞先进与否主要看数据截取能力,马赫速范围,也就是马赫数范围越高越好,数据测量也精准越好,台湾研制IDF就用了自己的风洞,美国的风洞,英国的风洞,都去做了测试,马赫数范围是一样的,但测试效果,台湾风洞获取的数据更精准更接近实际,当然缩比模型做的风洞测试也不可能发现实际飞机的全部问题,例如IDF原型机出来后有跨音速尾翼震颤的问题,事先在各国的风洞测试中都没发现。

台湾有各种马赫数的风洞,最迟在1980年代末1990年代初期就已经有了25马赫炮风洞,所谓炮风洞不是测试炮弹的风洞,而是这种风洞的工作就和火炮一样,嘣的一声就结束了,也就是工作时间极为短暂属于秒级甚至毫秒级工作时间的玩意,要想获得足够的数据必需反复多次的进行轰击测试。

风洞的用途实际极为有限,所以航空航天试验还需要数量庞大种类繁多的各种测试设备,例如发动机试车台等等,仅发动机试车台就有地面试车台和环境试车台(用于测试发动机在不同高度的工作状态),高超音速飞行体还需要高温测试装置,极超音速飞行体要有超高温烧蚀测试装置,而且这些测试装置用途单一,并涉及高温的测试误差大,不能代替实际飞行测试,所以要开发高超音速导弹极超音速导弹,必需进行大量的实际飞行测试,旷日持久无法保密。而且没有测试冲压发动机工作的测试台,因为冲压发动机工作必需维持在超音速状态才有足够的进气压力来维持工作,如果用人工的增压装置直接接根管子给冲压发动机进气道打气来增压点燃,显然测试结果与实际飞行就是八回事,这样的测试显然是完全没有意义的事情。

台湾综合喷射推进与气热测试设备则完全没有上述测试设备的缺陷,用于亚音速,跨音速,超音速,高超音速,极音速的各种飞行体与发动机测试和数据收集,到底什么时候开发并拥有的外界无从知道,2018年首次在日本公开资料,这套设备不是最先进的,而是早就摆在地面上的,不是藏在九鹏湾地下基地里的,只是之前外界根本认不出那是个航空航天测试设备而已,把那当化工厂设备了。这套设备的高超音速~极音速工作气流马赫数是2~6马赫,气体温度是700度~1500度,可以模拟超高速防空导弹乃至洲际导弹弹头重返大气层的工作马赫环境(10~20马赫),可进行弹头烧蚀保护性能测试,防护锥隔热保护测试,还可进行喷射发动机环境测试,火箭发动机环境测试,甚至冲压发动机环境测试,这也就意味着研制导弹所需要的全弹飞行测试与各部位飞行性能测试,完全可以在测试设备中完成,不需要进行大量的实际飞行测试,而且研制速度会非常快,因为实弹飞行测试如果失败,要搞清楚到底是发动机的问题,还是弹头承受不了空气摩擦高热,还是弹体热胀冷缩不均导致解体,那都是不容易的事情,而在测试设备里则一目了然,这样一旦进入实弹测试阶段,导弹也就距离服役很近了。

而这套设备也具备完整风洞功能,更重要的是,在极音速范围他不是工作时间秒级甚至毫秒级的炮风洞,而是持续风洞,配合高热效应对洲际导弹弹头重返大气层超过20马赫速度的烧蚀效果都能全程测试,对高超音速冲压发动机导弹也可以全射程飞行测试。所以在日本展出影片和模型时,非常得意的说,这种设备独一无二,其他国家谁都没有。其实这种设备除非卖给老美,否则是卖不出去的,是非常明显的高度威胁性国际管控技术,拿到日本去参展纯属炫耀实力。

正在送入极超音速测试段的未知型号弹头保护罩,接受保护罩性能测试

极超音速导弹防护罩在加速过程中开始发热变红

极音速弹头烧蚀过程测试(明显是洲际导弹弹头或太空返回装置才需要这种测试)

气动测试

火箭发动机测试

冲压发动机测试

被公开的这处台湾综合喷射推进与气热测试站,谷歌卫星照片上都找得到,之前根本就没人知道这是航空航天测试设备站,谁都以为这是个普通的化工厂,卫星可没办法拍到厂房里面的东西,只能看外观,看外观那就是个化工厂。

台湾综合喷射推进与气热测试站剥去外衣后的真面目

台湾很可能已经淘汰了风洞设备,不然土耳其军事科学专家团访问台湾时,台湾军方为什么会优惠价格大力推销超音速风洞,甚至答应只要土耳其买,现货供应还可以转移全套技术。



我国JF12被国际上称为“高超巨龙”(Hyper Dragon),是世界最大的激波风洞,

目前来说,美国的超音速风洞是世界领先的。
在这方面还没有任何其他国家能够撼动美国的霸主地位。


石家庄市13877954684: 目前,全世界的最先进的风洞试验在那个国家
宰悦爱全: 在中国四川绵阳市太空风洞!

石家庄市13877954684: 世界上超音速技术最好的国家 -
宰悦爱全: 你这个问题问地有点问题.因为超音速不是一个技术而是一种物理现象.当然我知道你想问什么.但超音速实质问题在于使物体达到或超过音速地动力技术是吧?这就要单说了.飞机地超音速或者说飞机发动机技术我国不行,有“心脏病”之说这个地球人都知道;世界上前列国家有美英法俄等欧洲发达国家我们与其比较不在一个层次上.火箭或导弹发动机美俄比我们强我是二流水平;但在超高音速方面我们似乎走在世界前列.

石家庄市13877954684: 哪些国家有了高超声速导弹?
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石家庄市13877954684: 什么是风洞?听说风洞我国的很好,请介绍些情况,谢谢!
宰悦爱全: 风洞,是指在一个管道内,用动力设备驱动一股速度可控的气流,用以对模型进行空气动力实验的一种设备.最常见的是低速风洞.最近位于四川绵阳的中国空气动力学研...

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