圣母大学推出首个10马赫风洞,对标JF12?

叩开科技之门 2024-11-25 10:26:24

还没赶上东大么?

日前,据美国《防务新闻》报道称:美国圣母大学推出了首个10马赫风洞,看来美国的高超音速导弹瓶颈有望得到解决。不过呢,比起东大建造的JF12高超音速激波风洞,和JF22超高速激波风洞而言,还是有点小巫见大巫。可见,在高超音速风洞这一块,东大的确是领先全球不少年。我这吹的有点过了,其实美国也不缺乏各种风洞,且建造的时间也比较早。

根据公开资料可知:美国现有风洞可以模拟或者复现涵盖5马赫~25马赫速度时的气流状况,最高据称可以复现速度为30马赫时的气流状况。其风洞群主要包括:HYPULSE风洞、国家高能激波风洞(LENS-1,LENS-2,LENS-X,LNES-XX)系列、the nine。HYPULSE风洞主要就是可以模拟速度在5马赫~25马赫之间的气流状况,LENS-2主要是模拟速度为7马赫时的气流状况,the nine风洞主要复现速度为14马赫时的气流状态,LENS-1风洞主要复现的是速度为22马赫时的气流状态。

最先进的则是LENS-XX,其可以模拟速度在30马赫时的气流状况,不过,时间仅有30毫秒。由此可见,美国也不乏各种激波风洞。不然其所研发的各种高超音速导弹、超燃冲压发动机、航天飞机、黑鸟超音速侦察机、仅仅依靠超级计算机CWE模拟也是不行的,不经过风洞的试验,那根本就玩不转。

毕竟当高超音速导弹的飞行速度每提高0.1马赫时,超高速气流对弹体产生的影响就无法计算出来。而在导弹体积变大时,对原来使用缩比模型时计算结果带来的偏差,仅仅通过超级计算机也无法计算出准确的参数,最终结果就是研究出来的高超音速导弹会存在数据偏差,那在试飞时自然就无法成功了。

根据中美两国的风洞性能可知:东大的风洞可以模拟的速度范围要比美国的广,持续试验时间要比美国的长,复现总温比美国的高,复现总压强比美国的大。关键就是持续时间比较长,这一点对于风洞来说可谓是极为的重要。为何如此说呢?要知道大多数进行风洞试验用的都是缩比模型 ,像战斗机长度可达几十米,翼展也有十几米,哪可能将一架战斗机整体的放进去呢。当然了,也有这样的大型风洞,不过只能模拟低速飞行时的气流条件。

尤其是对于激波风洞而言,当风洞的持续时间太短时,激波很可能没有充足发激发起来,试验就匆匆结束了,这又如何来复现飞行器在大气中飞行时的真时状况呢,毕竟高超音速导弹又不是在大气层中只飞行几毫秒。这就是说更长的试验时间才可以充分复现高超音速飞行器产生激波的实际流动情况,随着持续时间的增加,缩比模型或者实体的尺寸和复杂度也可以有更大的自由度。换言之,就是把模型做得和真实的飞行器极为相似或者一模一样。

此外呢,对很多高超声速飞行器而言,非常重要的一点就是所用的材料。这些材料的耐高温耐高压性能是否可以达标,很多都是可以在风洞中试验出来,那就必须要有足够长的时间来试验。所以说,在风洞技术上,尤其是激波风洞这一块,东大着实是领先于全世界,要不然东风17和东风27这样的导弹又是怎么出来的呢。

花开两朵,各表一枝!

关于美国圣母大学推出首个10马赫的风洞,大概率就是为了陆军的黑鹰高超音速导弹。毕竟该高超音速导弹的飞行速度超过5马赫,其弹头也是一个通用型高超音速滑翔体,自然需要在激波风洞中吹风来获得各种试验数据。由于黑鹰高超音速导弹在之前完成了端到端的飞行测试,也获取了性能数据。只不过的是,直到今日仍旧未能达到服役状态,比起中俄已经落后不少。

当然了,关于这个10马赫风洞的其他性能参数并不可知,如稳定的试验时间、总温、总压等等。只有一个10马赫的速度参数,还是挺不容易判断的,大概率和东大的JF12型激波风洞性能差不多,毕竟JF12也是可以复现速度在5马赫~9马赫时的气流状况,两者的试验条件相差不大。

这样来看,圣母大学推出的这个10马赫风洞也就是为了对标JF12的。

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