又一大國(guó)重器通過(guò)驗(yàn)收，祖國(guó)厲害了！根據(jù)報(bào)道，JF-22超高速風(fēng)洞，作為全世界最先進(jìn)的風(fēng)洞之一，將幫助我國(guó)航空航天技術(shù)的發(fā)展走上新的巔峰！
所謂的風(fēng)洞，全稱(chēng)叫風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)和大家通過(guò)字面含義理解的差不多，就是人造的管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后施加人工氣流。通過(guò)這樣的方式，研究人員可以模擬飛行器或者實(shí)體周?chē)鷼怏w的流動(dòng)情況，對(duì)飛行動(dòng)力裝置進(jìn)行測(cè)驗(yàn)以及改造等工作。畢竟這些裝置不能直接在空中進(jìn)行測(cè)試，否則成本過(guò)高，對(duì)飛行人員的生命來(lái)說(shuō)也太過(guò)于危險(xiǎn)了。
世界上最早的風(fēng)洞，是由英國(guó)航空學(xué)會(huì)的理事會(huì)成員Frank H. Wenham于1871年建造的。1901年，當(dāng)時(shí)的萊特兄弟在發(fā)明飛機(jī)期間，也采用了風(fēng)洞這種實(shí)驗(yàn)方法，成為了飛機(jī)的發(fā)明者。他們使用的風(fēng)洞的復(fù)制品，至今還保存在美國(guó)國(guó)家航空航天博物館中。
飛機(jī)問(wèn)世后不久，就迎來(lái)了它發(fā)揮威力的舞臺(tái)，那就是第一次世界大戰(zhàn)。參戰(zhàn)國(guó)意識(shí)到這種工具的巨大優(yōu)勢(shì)，因此投入了極大的研究力度。為了更快速地發(fā)展航空業(yè)，就離不開(kāi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室。由于當(dāng)時(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)主要發(fā)生在歐洲，與風(fēng)洞相關(guān)的許多技術(shù)都在這些國(guó)家得以大力發(fā)展。
我國(guó)最早的風(fēng)洞，建成于1936年。遺憾的是，當(dāng)時(shí)我國(guó)正處在最虛弱的時(shí)期，后來(lái)在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)中，這個(gè)風(fēng)洞也被日軍炸毀了。后來(lái)我國(guó)又嘗試建造風(fēng)洞，日軍為了遏制我國(guó)在空氣動(dòng)力學(xué)方面的研究，阻止我國(guó)發(fā)展航空航天技術(shù)，又將其炸毀。從日本的態(tài)度中，我們也可以看出風(fēng)洞的重要性，也看到了國(guó)家獨(dú)立、富強(qiáng)的重要性。
建國(guó)初期，我國(guó)仍然處于民生凋敝的狀態(tài)中，百?gòu)U待興，風(fēng)洞的研究也遲遲沒(méi)有明顯的進(jìn)展。到了1955年，我國(guó)的空氣動(dòng)力學(xué)研究終于迎來(lái)了曙光，因?yàn)檫@一年發(fā)生了一件大事——錢(qián)學(xué)森回來(lái)了。
美國(guó)當(dāng)初百般阻撓，不讓錢(qián)學(xué)森回到國(guó)內(nèi)，就是害怕他淵博的學(xué)識(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光帶領(lǐng)我國(guó)走上快速發(fā)展的道路。美國(guó)人甚至說(shuō)：錢(qián)學(xué)森一個(gè)人就抵得上兩個(gè)師。
事實(shí)證明，這個(gè)說(shuō)法還是過(guò)于委婉了，錢(qián)學(xué)森回國(guó)之后，就大力倡導(dǎo)我國(guó)開(kāi)展航空航天事業(yè)。如今，我國(guó)在這兩個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，并且越來(lái)越縮小與美國(guó)的差距，可見(jiàn)錢(qián)學(xué)森的偉大和重要意義。
剛剛回國(guó)，錢(qián)學(xué)森就籌建中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所，并于1956年得到批復(fù)。不僅如此，在他的影響下，另一位科學(xué)家——郭永懷也回到了祖國(guó)，兩個(gè)人共同組成了我國(guó)風(fēng)洞研制的中流砥柱。
在六十年代初，我國(guó)成功研制了JF4直通型激波風(fēng)洞和JF4A反射型激波風(fēng)洞，實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破。憑借我國(guó)科學(xué)家的智慧，我國(guó)又在1968年建成了JF8激波風(fēng)洞，短短幾年的時(shí)間，我們的風(fēng)洞就從無(wú)中生有發(fā)展到了國(guó)際水平。
1968年，在錢(qián)學(xué)森和郭永懷的倡議下，我國(guó)又在四川組建了中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心，這是我國(guó)風(fēng)洞建設(shè)歷史的重要篇章。時(shí)至今日，這里不僅是我國(guó)規(guī)模最大、綜合實(shí)力最強(qiáng)的風(fēng)洞試驗(yàn)基地，也是亞洲最大的風(fēng)洞群，在許多領(lǐng)域都擁有著世界最高的水平。
1999年，我國(guó)又建成了氫氧爆轟驅(qū)動(dòng)高焓激波風(fēng)洞（JF10），這是世界上首座成功運(yùn)行的爆轟驅(qū)動(dòng)激波風(fēng)洞，為我國(guó)高超聲速風(fēng)洞的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
風(fēng)洞的原理說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際建設(shè)卻充滿了困難。除了難度大之外，其所需的成本也高得驚人。我們不僅要在建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行大筆的投入，建成后日常運(yùn)營(yíng)的維護(hù)及技術(shù)更新的成本還要更加昂貴。對(duì)風(fēng)洞如何投資、需求量的把控，都需要各國(guó)政府的審慎思考。
不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，就算解決了其他的問(wèn)題，風(fēng)洞本身的建設(shè)難度如果不解決，還是竹籃打水一場(chǎng)空。飛行器在飛行到不同的階段時(shí)，遭遇的氣候條件也各不相同�？諝獾淖兓瘶O為復(fù)雜，想要在人造的環(huán)境下真實(shí)地模擬各種氣流，其難度之大可想而知。
除了飛行本身的測(cè)試之外，風(fēng)洞試驗(yàn)中還會(huì)涉及飛機(jī)結(jié)冰、噪聲水平、飛機(jī)操縱面嗡鳴實(shí)驗(yàn)等，不同的測(cè)試又會(huì)給風(fēng)洞提出不同的新要求，增加更大的難度。
根據(jù)馬赫數(shù)（Ma，聲速的倍數(shù)）的大小，風(fēng)洞又可以分為低速風(fēng)洞（Ma＜0.4），高速風(fēng)洞（0.4≤Ma＜5）以及超高速風(fēng)洞（Ma≥5），高速風(fēng)洞又可以細(xì)分為跨聲速風(fēng)洞（0.4≤Ma＜1.4）和超聲速風(fēng)洞（1.4≤Ma＜5）。
時(shí)至今日，風(fēng)洞不僅演化出了各種各樣不同的形式，甚至用途也越來(lái)越廣。除了飛行器需要利用風(fēng)洞進(jìn)行測(cè)試之外，“和諧號(hào)”高速列車(chē)、東方明珠塔、杭州灣跨海大橋等，都離不開(kāi)風(fēng)洞的幫助。
甚至在去年的北京冬奧會(huì)之前，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員也曾經(jīng)利用風(fēng)洞進(jìn)行模擬訓(xùn)練。這種訓(xùn)練方式不僅不用擔(dān)心天氣問(wèn)題，而且便于和教練溝通，還能大幅降低受傷風(fēng)險(xiǎn)，最終幫助他們?nèi)〉昧藘?yōu)異的成績(jī)。
當(dāng)然，風(fēng)洞在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮的作用是最重要的，它又有“飛行器的搖籃”之美譽(yù)，還有“一代風(fēng)洞、一代飛行器”的說(shuō)法。由此可見(jiàn)，如果沒(méi)有風(fēng)洞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會(huì)極大程度上限制一個(gè)國(guó)家的相關(guān)技術(shù)發(fā)展，這也是風(fēng)洞被看作是戰(zhàn)略資源的重要原因，稱(chēng)之為大國(guó)重器一點(diǎn)也不夸張。
2012年，我國(guó)的JF12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞通過(guò)驗(yàn)收。該風(fēng)洞長(zhǎng)達(dá)265米，建成時(shí)是世界上最大、性能最先進(jìn)的激波風(fēng)洞，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
時(shí)隔11年，7月15日晚，央視播發(fā)視頻，又向我們公布了一個(gè)好消息：“國(guó)之重器——JF-22超高速風(fēng)洞通過(guò)驗(yàn)收”，并且?guī)Т蠹易哌M(jìn)風(fēng)洞內(nèi)部，領(lǐng)略國(guó)之重器的風(fēng)采。
JF-22超高速風(fēng)洞堪稱(chēng)“世界上最為先進(jìn)”的超高速風(fēng)洞，據(jù)中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所研究員、懷柔激波風(fēng)洞項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姜宗林介紹：JF-22吹出來(lái)的流場(chǎng)直徑可達(dá)2.5米，相比之下，國(guó)外一般最大也就只有1.5米。越大的直徑，就能放下越大的飛行器，得到的數(shù)據(jù)也就越可靠。而且其總溫高、總壓高、性能高的優(yōu)勢(shì)，在全世界也是無(wú)可匹敵的。
JF-22超高速風(fēng)洞的簡(jiǎn)稱(chēng)，可以滿足我國(guó)天地往返飛行技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)家重大需求和高溫氣體動(dòng)力學(xué)學(xué)科的前沿探索，解決超高速飛行技術(shù)的試驗(yàn)研究問(wèn)題。未來(lái)，JF-22超高速風(fēng)洞還將支持滑翔式飛行器、天地往返飛行器、多級(jí)入軌飛行器等研究，換句話說(shuō)，我國(guó)未來(lái)的高超音速武器乃至傳說(shuō)中的空天飛機(jī)的研發(fā)，可能都要依賴(lài)它。
回想六十多年前，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的情況下，依然堅(jiān)持重視對(duì)這些國(guó)之重器的研發(fā)，換來(lái)了六十年后的國(guó)際地位。相信美國(guó)看到我國(guó)的風(fēng)洞、高超音速武器以及空間站，也會(huì)拍著大腿后悔當(dāng)初讓錢(qián)學(xué)森回來(lái)吧……
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