前不久，位于北京的懷柔科學(xué)城，國之重器——JF-22超高速風(fēng)洞剛剛通過驗(yàn)收。
這是世界上最先進(jìn)的超高速風(fēng)洞。
JF-22超高速風(fēng)洞，也叫爆轟驅(qū)動(dòng)超高速高焓激波風(fēng)洞。全長167米，各項(xiàng)性能指標(biāo)國際領(lǐng)先，可以復(fù)現(xiàn)40到90千米高空、速度最高達(dá)每秒10千米，相當(dāng)于約30倍聲速的飛行條件。為空天往返系統(tǒng)以及超高聲速飛行器研制提供了有力支撐。
很多人不知道，中國的超高速激波風(fēng)洞，源于上世紀(jì)五六十年代錢學(xué)森、郭永懷等科學(xué)家的“戰(zhàn)略部署”。針對我國國防需求和國際技術(shù)競爭的形勢，錢學(xué)森和郭永懷等科學(xué)家提出了高超聲速激波風(fēng)洞的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。他們認(rèn)識到高超聲速技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域的重要性，并堅(jiān)決推動(dòng)我國在該領(lǐng)域的研究與發(fā)展。
這說明真正的“戰(zhàn)略科學(xué)家”，有著超越時(shí)代的眼光。
中國目前能夠領(lǐng)先世界的領(lǐng)域，其實(shí)都是幾十年前就未雨綢繆、提前部署下來的......
擁有“錢學(xué)森彈道”的高超音速導(dǎo)彈、空天往返飛行器，都來自于幾十年前超前的戰(zhàn)略規(guī)劃，今天大名鼎鼎的“CNMD”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，來自于近60年前的640工程；中國今天獨(dú)步天下的“有源相控陣?yán)走_(dá)”技術(shù)，同樣來自于“640工程”，第一部遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)、第一部相控陣?yán)走_(dá)、第一部預(yù)警機(jī)雷達(dá)，都來自于那個(gè)時(shí)代的南京“中電14所”......再比如說如今我國領(lǐng)先世界的電磁炮和電磁彈射技術(shù)，技術(shù)研發(fā)始于80年代，那時(shí)候，美國正在搞“星球大戰(zhàn)”的PPT，而我們真的開始研發(fā)測試“電磁動(dòng)能武器”了。
大家看《三體》，看到“紅岸基地”的時(shí)候，為什么不覺得違和？因?yàn)槲覀兊谝淮膱?zhí)劍人和戰(zhàn)略科學(xué)家們，真的在考慮很多“終極”的東西。
高速風(fēng)洞，是決定一個(gè)國家能否成為航空航天大國的根本。
今天我們的J20、運(yùn)20、C919、甚至是高超音速導(dǎo)彈東風(fēng)17，都是風(fēng)洞中“吹”出來的。
簡單說，風(fēng)洞是通過人工產(chǎn)生和控制氣流，模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)及空中各種復(fù)雜的飛行狀態(tài)，并可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀試驗(yàn)設(shè)備。是進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)的最有效工具，飛機(jī)、宇宙飛船、導(dǎo)彈、甚至是汽車、高鐵，乃至于滑雪運(yùn)動(dòng)員的裝備，都需要風(fēng)洞技術(shù)。
風(fēng)洞群的建設(shè)成本就要上千億，維護(hù)成本同樣是天文數(shù)字。大型風(fēng)洞是耗電大戶，因此風(fēng)洞周邊要專門配有發(fā)電站甚至水庫。光能吹出風(fēng)還不行，還得有高精度的測量和控制設(shè)備，全世界絕大多數(shù)國家，沒有能用擁有風(fēng)洞……
日本、德國這些所謂的“發(fā)達(dá)國家”之所以造不出高科技現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)、大飛機(jī)、先進(jìn)導(dǎo)彈，就是因?yàn)樗麄儧]有世界一流的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室。
美國為什么造不出高超音速導(dǎo)彈？因?yàn)樗麄冏霾涣诉@個(gè)水平的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。
所以，當(dāng)今世界，不是誰想造飛機(jī)就造飛機(jī)，想造導(dǎo)彈就造導(dǎo)彈，想造飛船就造飛船的；想上天，首先得能吹。
大家大概要問，我們風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室是什么水平？世界第一！并且碾壓世界第二，四川的風(fēng)洞群有多強(qiáng)？強(qiáng)到可以承接世界其他所有國家的任何風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)！而目前打造成功的JF22超大型激波風(fēng)洞，能夠吹出30倍音速的風(fēng)，領(lǐng)先美國二三十年。如果飛行器可以達(dá)到35馬赫的飛行速度，意味著1秒鐘可以飛過12公里，14分鐘內(nèi)就可以從中國飛到美國西海岸。
作為對比，美國從上世紀(jì)70年代開始，就沒有辦法再高超音速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)上更進(jìn)一步，長期只使用數(shù)字模擬，五角大樓正在準(zhǔn)備放棄風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。“馬超”吹的震天響，也沒辦法幫美國在這個(gè)領(lǐng)域趕上中國。
因?yàn)槊绹鴽]有錢學(xué)森這樣的戰(zhàn)略科學(xué)家！上世紀(jì)五六十年代，在錢學(xué)森、郭永懷的戰(zhàn)略部署下，中科院力學(xué)所組建起我國首個(gè)高超聲速激波風(fēng)洞科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)放棄當(dāng)時(shí)國際通行技術(shù)，通過幾十年的技術(shù)攻關(guān)，另辟蹊徑實(shí)現(xiàn)爆轟驅(qū)動(dòng)理論創(chuàng)新。
1960年，我國首座超音速風(fēng)洞FL-1在沈陽空氣動(dòng)力研究所投入使用，數(shù)以百計(jì)的產(chǎn)品在這個(gè)風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行了無數(shù)次試驗(yàn)。1997年，四川綿陽的中國空氣動(dòng)力研究中心建成了亞洲最大的跨音速風(fēng)洞，該風(fēng)洞幫助我國殲-10和飛豹系列完成了設(shè)計(jì)制造。
2012年5月，我國8個(gè)國家重大科研裝備研制項(xiàng)目之一的JF-12激波風(fēng)洞通過驗(yàn)收。JF-12可以模擬10馬赫高速飛行狀態(tài)，它為東風(fēng)-17高超音速導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)試驗(yàn)提供了保障。
“激波風(fēng)洞”瞬時(shí)的功率幾乎接近三峽大壩的功率。這里吹出來的飛行器，一秒鐘能飛10公里，已經(jīng)超過了第一宇宙速度（7.9千米每秒），逼近了第二宇宙速度（11.2千米每秒），一小時(shí)能幾乎能繞地球一圈。正是因?yàn)橹袊?dú)立自主設(shè)計(jì)制造了世界級的風(fēng)洞群（位于四川綿陽的中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心），中國才能夠成為航天大國和航空大國。這個(gè)風(fēng)洞群，是由錢學(xué)森和郭永懷等規(guī)劃，經(jīng)毛主席批準(zhǔn)于1968年開始組建的。
今年通過驗(yàn)收的JF-22風(fēng)洞的驅(qū)動(dòng)能力比JF-12提高了10倍，JF-22的核心技術(shù)是通過“正向爆轟驅(qū)動(dòng)”來提供氣流。傳統(tǒng)的超音速風(fēng)洞或高超音速風(fēng)洞是通過機(jī)械能產(chǎn)生的氣流模擬飛行條件，但我國科研人員創(chuàng)造性提出了使用化學(xué)能取代機(jī)械能的方法，通過嚴(yán)控爆炸能量釋放來模擬試驗(yàn)條件。當(dāng)飛行速度達(dá)到30馬赫時(shí)，空氣中的分子會(huì)不斷振動(dòng)激發(fā)，甚至出現(xiàn)電離，此時(shí)空氣將成為一種反復(fù)進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)的特殊介質(zhì)，這也就意味著風(fēng)洞已經(jīng)無法被用于模擬大氣層內(nèi)飛行環(huán)境，而是用于模擬空天往返。
如今，JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞分別是對應(yīng)領(lǐng)域規(guī)模最大、性能最先進(jìn)的激波風(fēng)洞，使我國成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膰摇?span lang="EN-US">
JF-22超高音速風(fēng)洞將被用于驗(yàn)證天地往返系統(tǒng)，如果成功，就能將衛(wèi)星和航天器的發(fā)射成本減掉90%，并且可以支撐天地往返飛行器、多級入軌飛行器的研發(fā)。
“我們最近正要研究兩級或者多級入軌的這樣一個(gè)飛行器，火箭是垂直起降，將來我們要通過飛行器水平起降，然后飛到比方說30公里到40公里高度，再把第二級釋放出來，接著往上飛，形成一個(gè)接力的模式，叫兩級或者多級入軌，所以最近我們也正在準(zhǔn)備這樣一個(gè)相應(yīng)的分離方案的實(shí)驗(yàn)，主要就是來探索下面級跟上面級產(chǎn)生分離的過程。”
“我們實(shí)驗(yàn)室提出一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)，叫做駐定斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)在我們用JF-12已經(jīng)做到馬赫數(shù)7到馬赫數(shù)9，現(xiàn)在看來新型的發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率要高50%，燃燒穩(wěn)定；JF-22準(zhǔn)備從馬赫數(shù)9一直做到馬赫數(shù)16。如果有這樣一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)做完之后，我覺得對我們國家下一步的航空航天技術(shù)是一個(gè)非常大的推動(dòng)。”
這才叫”大鵬一日同風(fēng)起，扶搖直上九萬里“！
這是我們未來實(shí)現(xiàn)“星辰大海” 夢想的基礎(chǔ)。
也是威懾?cái)橙?、捍衛(wèi)國家安全的利劍和堅(jiān)盾。
慶幸科技掌握在文明手中！