
JF12風(fēng)洞
一架飛行器上天之前,需要在風(fēng)洞里進(jìn)行幾千上萬次的吹風(fēng)試驗(yàn)
在北京市郊的雁棲湖畔,有一棟長條形的灰色建筑,這是錢學(xué)森工程科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地的空天飛行器實(shí)驗(yàn)室。建筑中有一條265米長的巨大管道,這是“JF12復(fù)現(xiàn)高超聲速飛行條件激波風(fēng)洞”。
風(fēng)洞,是先進(jìn)飛行器的搖籃。它通過人工產(chǎn)生并控制氣流來模擬飛行器周圍氣體的流動,提供飛行器設(shè)計(jì)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是進(jìn)行空氣動力試驗(yàn)最常用、最有效的工具。相對于后期的飛行實(shí)驗(yàn),風(fēng)洞提供了飛行器研發(fā)前期一個高效、方便、經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)手段。一架先進(jìn)飛行器在上天之前,需要在風(fēng)洞里做上幾千上萬次的吹風(fēng)試驗(yàn)。JF12則是首個具有中國人獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán),其技術(shù)指標(biāo)目前在國際上也是最先進(jìn)的高超聲速風(fēng)洞。
高超聲速飛行器有著誘人的前景:如果用于航天,未來的空間飛行器將可重復(fù)使用,屆時太空天地往返費(fèi)用將降至目前的千分之一;如果用于航空,目前的超聲速飛機(jī)將被高超聲速飛機(jī)所替代,這種飛行器超過5倍聲速,兩小時內(nèi)可全球到達(dá)。
“要突破吸氣式高超聲速空間飛行器的關(guān)鍵技術(shù),需要大量地面實(shí)驗(yàn),風(fēng)洞氣流要滿足馬赫數(shù)8(即8倍聲速)以上速度,而且兼有大尺度和模擬發(fā)動機(jī)燃燒的一體化實(shí)驗(yàn)?zāi)芰!敝锌圃毫W(xué)所高溫氣體動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、JF12風(fēng)洞研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人姜宗林研究員說,“JF12就具備了這樣的能力!
JF12激波風(fēng)洞項(xiàng)目于2008年1月啟動,是財(cái)政部和中國科學(xué)院共同支持的8個國家重大科研裝備研制項(xiàng)目之一,于2012年5月順利通過驗(yàn)收。
JF12性能優(yōu)越,可復(fù)現(xiàn)25—40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件。模擬帶發(fā)動機(jī)工作的高超聲速一體化試驗(yàn)需要的測試時間至少是幾十毫秒,國外的相關(guān)風(fēng)洞大約只能做到30毫秒,而JF12能達(dá)到100毫秒試驗(yàn)時間。JF12噴管出口直徑可達(dá)2.5米,試驗(yàn)艙直徑3.5米,都明顯優(yōu)于國外同類風(fēng)洞。
“我們的性價比也很高!苯诹终f,美國有一個指標(biāo)相類的風(fēng)洞,不僅試驗(yàn)時間遠(yuǎn)不及JF12,每次試驗(yàn)成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于JF12。
4年多時間,4600萬元經(jīng)費(fèi),就建成了這樣一個國際領(lǐng)先的超大型試驗(yàn)裝備,簡直就是一個奇跡。但這個奇跡并不意外,因?yàn)樗窃谘邪l(fā)團(tuán)隊(duì)對氫氧爆轟現(xiàn)象研究50年積累、對爆轟驅(qū)動激波風(fēng)洞應(yīng)用技術(shù)15年探索的基礎(chǔ)上取得的。最早的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人俞鴻儒院士如今已85歲高齡。
JF12是一個典型的自主創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備:它以新穎的反向爆轟驅(qū)動方法為核心,這是中國風(fēng)洞獨(dú)有的創(chuàng)意。它集成了五大關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù),從設(shè)計(jì)、加工、建造到調(diào)試都是中國人親力親為。研究和施工人員用盒飯支撐了兩年的安裝調(diào)試,取得“一次安裝到位、一次調(diào)試成功、一次驗(yàn)收合格、一次獲得試驗(yàn)結(jié)果”的漂亮答卷!
“有幾多問題,就有幾多創(chuàng)意,辦法總比困難多!”姜宗林自豪地說,“科學(xué)家探索未知,工程師創(chuàng)造將來。對于JF12研制,團(tuán)隊(duì)兩者都做了!
以上稿件圖片均由本報記者佘惠敏采寫、攝影
(責(zé)任編輯:林匯東)

