中国实现高超音速武器自由?国产JF22高超音速风洞究竟有多厉害?

近日,官媒披露了国产JF22高超音速风洞项目的最新进展,据信该项目有望在今年建成并投入使用,届时,中国将成为风洞领域唯一的超级大国,并且可能和世界拉开30年的差距,那么今天,咱们就来讲讲中国的JF22高超音速风洞究竟有多厉害。

作为发展航天航空事业的必备设施,人们对于风洞这种技术并不陌生,有意思的是,说它门槛低,全球到现在都没几个国家能建,可说它门槛高,全球掌握风洞的国家少说也有将近10个了,甚至连印度都宣称已掌握高超音速风洞,仅次于美俄。

这其实说明:风洞属于一种上下限都比较高的技术,当然正所谓:人分三六九等,肉有五花三层,虽然都叫高超音速风洞,却不一定是一回事,日本国内目前至少有3座高超音速风洞,但持续时间只有2毫秒,相比之下,美国的高超音速风洞就实用得多,可以达到30毫秒。

而中国在2012年建成并投入使用的JF12风洞,其稳态时间则长达100毫秒,对于研究高超音速飞行器的最佳构型无疑是项巨大优势,这也许正是近些年来中国高超音速技术突飞猛进,甚至弯道超车的原因所在。

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至于最新的JF22高超音速风洞,则在另一层维度上取得了压倒性优势,因为在此之前,国内外高超音速风洞最多模拟到9倍音速以下的速度段,而JF22则能用于30倍音速的高超音速研究。

倍音速是个什么概念?如果这种程度的高超音速武器研制成功,中国便获得了5分钟到达亚太,10分钟到达美国,半小时到达全球的导弹打击能力,美国当年夸下的海口,即将由中国再次实现。

这绝对算得上是质和量的飞跃,有了更高速的风洞,中国就能够更高效地研制出更迅捷的高超音速飞行器,如果说,JF12让中国在高超音速竞赛中取得了决定性优势,代表着当前各国竞争的重点,那JF22便是助力中国彻底坐实领先地位,以至于为该领域带来革命性突破的新台阶,具有类似于5G推动信息技术进步的战略价值。

那么,和普通风洞相比,高超音速风洞又特别在哪里呢?简单来说,普通风洞的原理就好比用一台功率非常强的风扇,对着一根两头宽,中间窄的沙漏形管子吹,从而模拟出超音速环境,但这种方法由于阻力过大限制了流速,所以上不了高超音速。

而高超音速风洞则是通过爆轰驱动激波,产生极高压,进而在地面制造高超音速环境,但这显然还不够,因为爆轰顾名思义,是一瞬间发生的状态,那么产生的极高压自然也不够形成稳态的高超音速,如何将瞬间的爆轰转化为平稳的释放,进而产生稳定的高超音速气流,关键在于激波控制。

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不过这一秘密已经被中国科研人员掌握

一旦中国30倍高超音速武器取得突破并大规模列装,那美国的现有导弹全部落伍了,美国的导弹防御系统无法拦截,等于报废,从这个角度来看, JF22高超音速风洞可以说是改变世界格局的大国重器。

为什么高超音速的研究这么难?

因为普通飞行是靠机翼提供升力,而高超音速飞行是靠“激波”提供升力,所以高超音速的外形也有人叫乘波体,乘波体顾名思义,就是“乘坐”在激波上,并利用激波锋面产生的压缩升力飞行和转向。

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更难的是在高超音速飞行时,激波和乘波体之间关系是动态变化的,姿态和速度的不断变化让本就复杂的高超音速飞行变得更为复杂,涉及到极为繁复的飞控和气动,以及热力学问题。

因此设计门槛非常高,需要功率足够大,持续时间足够长的高超音速风洞才能取得最基础的研究数据,然后利用这些数据分析,模拟,对比,最后理解和掌握高超音速飞行诀窍。

而且高超音速风洞非常烧钱,不是一般国家能玩得起的,因为高超音速风洞所取得的数据往往90%都属于“无用功”,真正有用的数据不到10%,

中国有了JF22,就相当于实现了30倍高超音速技术的研究自由,你觉得10分钟就能打到美国的高超音速武器什么时候能够研制成功呢?