一座高水平的风洞决定一代飞行器的研制水平，更是一个国家科研实力的象征，是当之无愧的国家重器！欧美等国家能够研发出空客、波音甚至高水平航天飞机正是得益于100多年的风洞建造经验。

如今，我国正在建造的新一代JF-22风洞将成为全世界最强大的‍实验性风洞，将原先领先我们的国家远远甩在身后。

风洞实验，飞行器上天必不可少的重要环节

风洞是一种产生人造气流的管道，用来研究物体在气流中所产生的气动效应以及进行耐热抗压实验等。世界上公认的第一个风洞是英国人韦纳姆在1871年建成的，其目的是为了测量物体与空气相对运动所受到的阻力。

风洞能根据需要产生各种人造气流

1901年，莱特兄弟为了得到正确的飞行资料，也利用风洞进行了200多个机翼模型的测试。根据模型测试的结果，他们不仅建成了当时最大的双翼滑翔机，而且在1903年发明了世界上第一架带动力的飞机。

Ames研究中心的2米*2米的超音速风洞压缩机，图片摄于1949年8月7日

在地面上做风洞实验，是没有办法实现飞行器真实的飞行过程，研究人员会把飞行器固定在一处，然后用一股高速的气流去作用飞行器，模拟它在天上飞的过程。

1953年1月15日，RF-84F飞机模型被运送至风洞进行研究

风洞地面实验要求是很严苛的。总结起来大概有三条：风洞的马力一定要够大，因为气流的速度很快，已经到了每秒几千米的程度。实验时间要足够长，也就是说模拟飞行器在天上飞的过程，要飞出足够远的距离，这样才能获得有效数据。要做相应的测量，而且测量的精度一定要足够高。

1983年，工程师检查结冰风洞中飞机引擎机舱上的结冰情况。这是风洞在特种研究中的应用。

一句话强调：高水平的风洞就能产出高水平的飞行器。

“超级风洞”，非凡的动力

1946年，学界的鼻祖钱学森先生提出了一个“高超声速飞行”的概念（hypersonic）,这个概念距今已经70多年。用一句时髦的话讲，钱学森在那个时候挖了一个大坑，现在全世界的人都在往坑里跳。

高超声速滑翔飞行器HTV-2；高超声速飞行器X-51

可以说将来发展高超声速飞行器是每个国家的终极目标，如果它能配合现在的火箭设计进行航天发射，火箭发射成本会下降90％以上，这将是一个划时代的发明。

除了计算机模拟等技术手段，研究这些飞行器，目前最可靠的手段就是风洞实验。所以每一个飞行器在真正定型之前，都会在风洞里进行上万次的吹风。

上面6个巨型风扇是风洞的核心，每个风扇的电机可达6000马力

据中国科学院力学研究所副研究员韩桂来在演讲中透露：我国目前的JF-12复现风洞，能够实现1.5-3km/s的飞行，飞行高度在25-50km的范围。国家正在建设的JF-22复现风洞，能够实现3-10km/s的飞行，飞行高度会在40-80km的范围。

中国未来有了这两个风洞，马赫5（1马赫即一倍音速，大约340.3 m/s，马赫数小于1者为亚音速，马赫数大于5左右为超高音速）以上的飞行就可以实现全覆盖了，一直到飞出大气层，我们都可以开展范围更广的地面实验。

如何实现地面的超高音速实验呢？首先要有足够的驱动功率，也就是马力要足够大。爆轰技术进行驱动，一种燃烧极限形式，它的速度是家用燃气灶灶头速度的1亿倍以上，化学能的释放速度非常快。通常先利用激波对实验气体（氢气、氧气、氮气）进行压缩，再通过膨胀“引爆”实验气体产生高超音速气流。这一过程时间极端，会在毫秒内形成千兆（1兆=1万亿）瓦级的功率。

采用反向爆轰驱动的JF-12复现风洞，有效驱动功率可以达到3000兆瓦。3000兆瓦是什么概念？我国葛洲坝水利枢纽所有的装机容量是2700兆瓦，所以在风洞工作的那一瞬间，把葛洲坝水利枢纽所有的电都用上，也不够。

在建的JF-22复现风洞用的是正向爆轰驱动，它的驱动功率提升了5倍以上，大概是15000兆瓦。三峡的装机容量是22000兆瓦，所以在JF-22工作的那一瞬间，总功率跟三峡是可比的。整体来讲，这两款风洞的功率非常强，比国际上大部分的风洞强出10倍以上。

“高超巨龙”

，中国

JF

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12复现风洞

中国JF-12复现风洞有近300米长，为世界之最，被国际同行称为“高超巨龙”(Hyper-Dragon)，是国际首座可复现飞行条件的超大型高超声速风洞。

该重大项目的首席科学家姜宗林表示，JF-12复现风洞是地面气动试验这顶皇冠上的明珠，也是气体动力学研究领域科研人员心中的珠穆朗玛峰。

从国际高超声速风洞技术发展来看，JF-12复现风洞突破了三大技术瓶颈：风洞驱动功率小、实验时间短、测量精度低。六十年的国际研究经历表明，这每一个问题都是“卡脖子”的事，十分棘手。

JF-12复现风洞

关于JF-12复现风洞，中国空气动力学学会专门撰文说：“JF-12复现风洞是世界上最大的激波风洞，也是国际首座可复现高超声速飞行条件的高超声速风洞。复现风洞理论和技术解决了困扰高超声速实验60年的世界难题，实现了风洞实验状态从流动‘模拟’到‘复现’的跨越，引领了国际先进风洞试验技术的发展。”

可见，风洞的建设对于一个国家国防的重要性不言而喻。随着我国已经建成的一系列低速风洞群，以及超音速单位设计的高速风洞群，我国已经有能力对弹道导弹在内的一系列超音速，甚至高超音速单位进行外形的修整和调试，从而保证这些先进的武器系统不会因为自己的气动外形出问题而导致坠毁。

相信，有了强大的风洞基础保障，我国第五代战机将会加快升级更新，第六代战斗机的研发也指日可待！