《飞行力学》
在北京怀柔科学城,就有这样一个研究团队,部署在钱学森和郭永怀一路攻关,历经半个多世纪、几代人,打造了全球最大、综合性能最先进的冲击波风洞。为我国航天事业的发展做出了巨大贡献。今天,我将跟随记者的视角,探讨这一成果是如何从理论创新到技术创新取得的。
如果高超音速飞机诞生
它将在一两个小时内飞到世界任何地方
“现在我们将从下一步开始调试。真正的问题是在调试这一段时,大家一定要非常非常警惕,我们会一步一步从低压到高压,从空气到气体,确保安全。”中国科学院力学研究所研究员、怀柔冲击隧道项目负责人姜宗林对记者介绍。
蒋宗林和他的团队正在安装调试的大型装置是世界上最先进的超高速风洞JF-22。作为新一代飞机研制的摇篮,JF-22超高速风洞可在40至100公里的高度、高达10公里/秒的速度、约30倍音速。
蒋宗林告诉记者,“如果我们驾驶一架0.8倍音速的飞机,那么我们的战斗机可以飞到2.5倍音速。”如果制造了高超音速飞机,比如说 5 倍音速。以10倍音速在大气层中飞行,一两个小时就能到达世界任何地方。
这个冲击波风洞研究团队起源于1950年代和1960年代。在钱学森、郭永怀的战略部署下,中科院力学所成立了我国第一个高超声速激波风洞研究团队。
江宗麟很欣赏钱老师和郭老师。他认为他们是高手,有远见。预计该国未来将需要这样的技术。有了风洞,它就相当于一架飞机的摇篮,我们可以造发动机和飞机。这是我们团队的初衷,也是我们团队过去50、60年的目标。
如果采用国际通行的技术,国外对激波隧道的研究只能模仿,所以研究团队选择了爆轰驱动,而这一技术路线在国际上早已被摒弃。 .老一辈科学家经过几十年的研究,实现了爆震驱动的理论创新,通过反爆轰增减爆震段,成功解决了爆震气流不均的问题。 1990年代末,蒋宗林握着老一辈科学家的接力棒,带领团队开始了大规模的爆轰驱动激波风洞。
从高温材料到异形结构,再到传感器设计,科研团队在无人区反复探索,最终实现了从理论创新到技术创新的飞跃。 2012年,研制成功全长265米、试验段直径3.5米的JF-12再现风洞。它可以以 5 到 9 倍的音速再现飞行条件。测试时间超过100毫秒。该风洞增加了一个数量级,成为世界上综合性能最大、最先进的冲击波风洞,为我国重大航天任务的开展提供了关键支撑。
天地穿梭系统建成后
航天器发射成本将降低90%
“一项技术需要10年,20年,甚至更长的时间去做,所以你要忍受孤独。另外一个创新的东西不是每个人都认可的,所以你要忍受批评,还要忍受风雨。”姜宗林说,有了这些,他觉得自己可以从理论到技术,从技术到工程解决国家的重大问题。
JF-12激波风洞建成投运后,各项数据指标得到业界高度认可,但蒋宗林因过劳而患重病,切除部分肺裂片。躺在病床上的蒋宗林,马不停蹄地开始了新一代激波风洞的示范研究。
蒋宗林告诉记者,我们制作JF-22风洞最基本的想法之一。我们跑到国家作为一个系统来回世界和地球。如果它完成,我们就可以发射我们目前的卫星和航天器。成本降低了90%。
中科院力学所副研究员、怀柔激波隧道现场负责人韩贵来告诉记者,我们团队80%以上的成员都是党员。作为姜宗麟的学生,韩贵来参与了JF-12循环风洞的研制。在JF-22超高速风洞的最新研究中,韩桂来成为了整个项目的现场负责人。他的目标是与团队一起建造这个史无前例的超大型激波风洞。
JF-22超高速风洞
2022年建成
风洞被誉为飞机的摇篮,那么风洞工作? ?在建的JF-22超高速风洞有哪些特点?
韩桂来告诉记者,飞机在天上飞,空中不动,但在地面时,没有办法让飞机飞起来,或者飞机没有被研究过还没出来,那我就做个飞机模型。把它固定在这里,然后在风洞中产生高速气流吹出这样的模型来模拟在天空中飞行的过程。这是风洞。
爆轰驱动超高速高焓激波风洞简称JF-22超高速风洞。该项目于2018年3月正式开工,现已进入现场安装阶段。真空室和测试室已经完成。并安装了喷嘴,并通过了专家组的中期检查。
姜宗林表示,JF-22的核心技术是通过前向爆轰驱动器为激波隧道提供顺畅的驱动气流。有了这项技术,风洞的测试能力比JF-12 Drive能力提高了10倍。
作为超大型激波风洞,JF-22超高速风洞的研发目标是解决国家在空地领域的重大需求飞行技术和高温空气动力学前沿探索解决超高速飞行技术实验研究问题。 2022年建成后,JF-22和JF-12风洞将形成国际先进的地面空气动力实验平台,可覆盖所有高超音速飞行走廊。文字图片来源于央视新闻客户端
上一篇:力学角度分析:蚂蚁从飞机上掉下来会摔死吗?
下一篇:没有了