在地面做超声速飞行?那就要靠这个JF12激波风洞了!如果有人说,他能靠一道激波,在实验室里模拟高超声速飞行环境!你相不相信?要不要到中国科学院力学研究所来看看JF12激波风洞?JF12风洞长啥样?它总长为265米,总重约1000吨,由主体系统和附属系统两部分组成,喷管出口直径可达2.5米。它没有运动部件,仅仅靠一道激波,实现了在试验段里复现高空25~40 千米以及马赫数5~9的高超声速飞行环境。
飞机上天先要过风洞关。但凡关心航空航天事业的人,都会知道“风洞”是一种地面试验设备,它采用“人造气流+固定模型”的方式进行各种事先设计好的实验,研究飞行器运动时的气动效应。具体而言,风洞一般是采用动力装置在管道中驱动一股可控的气流,使它流过固定在管道内的静止模型,以此来模拟实物在静止大气中的运动。风洞实验技术运用了运动的相对性原理和力学的相似性原理。
美国人曾给出一个数据:对于飞行器的研制成本,如果把方案设计和初步设计阶段修改外形所需付出的成本设为1的话,那么等到把它制造出来进行首次飞行后再进行外形修正,所需付出的代价则是30000!所以,我们不难理解,美国为什么会花10万个小时、2亿美金来进行航天飞机的风洞试验。当然,凡事有利便有弊。
飞行器在大气中运动是无边界的,模型在风洞中做试验却是有边界的,而风洞的实体固壁会阻止流体的穿越从而使壁面处流体的法向速度变为零。这就是实验力学家常常说到的“洞壁干扰”。JF12激波风洞斩获了一系列大奖:国家技术发明二等奖,中国科学院杰出成就奖,美国航空航天学会(AIAA) 地面试验奖。JF12之所以牛气冲天,主要依靠的是三大突破技术!
JF12激波风洞的研制成功,表明中国的航空航天实验技术具有了和世界强国拼比的实力!