新的JF-22，将把超声速，试验飞行高度和焓值再一次提升到一个前人未达的领域

【本文由“张广才”推荐，来自《自然科学基金委员会：“爆轰驱动超高速高焓激波风洞”通过结题验收》评论区，标题为小编添加】

• 平常

• 中国科学院力学研究所副研究员韩桂来在中国科学院格致论道讲坛上表示：“位于北京怀柔雁栖湖畔的JF-22风洞能产生每秒10公里的超高速气流，相当于音速的 30 倍。再加上已经建成的JF-12复现风洞，这两个风洞是国际上最先进的，大概可以领先西方20-30年。”

  JF-22超高速风洞可以复现40到100公里高空、时速最高达10公里/秒、相当于约30倍声速的飞行条件，实验时间达到100ms～130ms，比国外同类最先进风洞测试时间提升了一个数量级。据《环球网》报道，JF-22超高速风洞的试验能力比JF-12复现风洞的驱动能力提高10倍，采用了“因技术难度太大”，早已被国际同行放弃的“正向爆轰”技术，驱动功率相比JF22风洞暴涨4倍，达到惊人的15000兆瓦，功率直逼三峡大坝装机总功率（22000兆瓦）。JF-22超高速风洞于2018年正式立项研发。2021年1月4日，中科院力学研究所在其网站上公布了“JF-22超高速风洞项目通过国家基金委中期检查”的重磅消息。央视报道称该风洞将于2022年建成。

  近年来，美国高超音速飞行器屡试屡败，根本原因之一就是美国的风洞技术无法满足试验要求。

  据了解，当飞行器达到超高速状态时，迎面而来的超高速气流特性已经和普通气流大不一样了。对此，韩桂来解释说，当飞行器以这种超高速飞行时，表面的温度可能高达1万摄氏度：“随着飞行器速度提高，温度会在短时间内迅速提升。当温度达到2000摄氏度以后，氧分子就会变成氧原子甚至变成离子，氮分子会变成氮原子，出现一些很复杂的情况。这种空气不再是我们吸入的空气，飞行器在其中就像是在泥潭中游泳。”

  这种超级复杂的气动情况根本无法用超级计算机模拟，只能用超级风洞模拟。由此可见，我国在高超音速领域之所以突飞猛进，反超美国，根本原因还是因为我国的超级风洞技术！

从新闻报道来看，JF-22是正向爆轰技术。激波风洞有正向爆轰和反向爆轰两种驱动模式，正向爆轰可以获得高焓值的实验气流但试验时间较短，反向爆轰驱动模式，可以获得较长的试验时间但实验气流的焓值较低。

反向爆轰驱动模式是力学所俞鸿儒首先提出，1996年俞老主持将JF4B激波风洞/炮风洞改造成为JF10爆轰驱动高焓激波风洞。JF-10风洞即可用于正向爆轰又可以用于反向爆轰。之后俞老还指导完成了双爆轰风洞（氢氧爆轰和动活塞效应）。

2012年完成的JF-12复现高超声速飞行条件激波风洞，最大的特点就是复现和长试验时间，这也是它领先美国的美国LENS风洞的标志。复现就是无需模拟而是可以在试验装置上复现高超声速飞行器飞行时的环境，另一个是长试验时间。美国的LENS风洞只有18-30毫秒试验时间，而JF-12最长达130毫秒。钱老预想的高超声速飞行器的风洞时间是100毫秒，JF-12是世界上第一个达到这个标准的风洞。

JF-12有多重要，JF-12风洞的主持设计者姜宗林的学生韩桂来，曾在一篇力学所的文章中提到“2016 年，他们保障了国际最大的HB2 标模、吸气式高超声速飞行器 / 发动机一体化模型分立悬挂气动力实验成功；2017 年，他们保障了航天RBCC全机模型 1:1 气动热实验成功；2018年，他们保障了火星探索“天问一号”大型气动力实验成功，保障了国际首次复现飞行条件高超声速边界层转捩实验成功；2019年，他们保障了国际首座斜爆轰发动机地面原理样机实验成功”。RBCC，斜爆轰发动机....

而新的JF-22，将把超声速，试验飞行高度和焓值再一次提升到一个前人未达的领域。