近日，国家重大科研仪器研制项目“爆轰驱动超高速高焓激波风洞”（即JF-22超高速高焓激波风洞）在中科院力学所怀柔园区结题顺利验收，该项目于 2018 年正式启动，研制周期5年，如今成功交出答卷，取得的成果令人十分惊喜，其最高音速可达33马赫，技术为中国独创。

中科院研究员韩桂来表示：“该技术领先西方至少20-30年，得益于钱老50年代的提前布局。” 但这还不是最大的惊喜，更大的惊喜还在后头。

何谓风洞？

风洞是以人工方式产生并控制气流，用以模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。这是空气动力实验最常用、最有效的工具之一，也是航空航天工程中飞行器研制（例如，歼-20、C919）不可缺少的重要组成部分。

按气体可以产生的流速大小，一般可将风洞分为低速风洞（低于0.4马赫）、高速风洞，以及大于4.5马赫的高超声速风洞。

低速风洞，可以用于模拟大型建筑包括摩天大楼、桥梁的流场情况，也可以用于模拟低速车辆、船舶表面的流场情况；

高速风洞，通常用于模拟常规飞行器表面的流场情况，如亚音速风洞可以用于对直升机、大型飞机进行测试，跨音速风洞、超音速风洞可以用于测试超音速战术飞机、战术导弹等飞行物；

高超音速风洞，主流实现形式包括热冲风洞、长冲风洞，以及中科院力学所主导建设的JF-12型和JF-22两种高超音速激波风洞。主要原理是利用激波原理压缩试验气体，同时使用定常膨胀方法产生高超音速气流，形成高超音速试验流场。不过，激波风洞的问题比较明显，由于其试验条件严重依赖于激波形成的条件，待这一条件无法满足时，就难以形成稳定的高超音速流场。

目前，放眼全世界，在这颗蓝色星球上拥有能力建造完整体系风洞群的国家屈指可数，而代表着其中最高科技水平的高超音速风洞长期以来也只掌握在中美俄三个大国手中。

新中国刚刚建立时，一穷二白，基础差，底子薄，本来是没有高超音速风洞群的。

不过，得益于钱学森、郭永怀等老一辈科学家的高瞻远瞩和大力部署，中科院力学所在上世纪五六十年代组建起了我国第一支高超声速激波风洞的科研攻关队。

然后，数代科研人员接力奋斗，攻坚克难，取得了一个又一个突破，逐步建立起规模位居世界第三的风洞群，再拼搏至今，终于超越美帝，问鼎世界第一。

2022年，在全球高超音速风洞榜上，名列第一、速度最快的还是美国的LENS-X风洞，其最高气流速度可超过25马赫。但是，由于在技术发展过程中，高超音速风洞涉及的内容早已不再局限于空气动力学，而是一个复杂的大气极端高温下与机体表面复杂的一个交互过程，因此还涉及化学、材料、控制、瞬时计算与流场数据捕捉等多方领域的衍生内容，单纯使用类似于高速风洞的拉瓦尔喷管已经难以形成高超音速气流，故而必须使用一些更新的原理来实现高超音速流场。

在此过程中，美帝始终无法解决高超音速激波风洞在流场持续时间上的问题，NASA建设的LENS风洞和HYPULSE风洞虽然理论上能够形成20马赫以上的流场，不过流场小，时间还很短暂，往往只能持续几毫秒到三十毫秒，导致的结果便是只能获取某个断面内的高超音速流场数据，获得的数据需要进行更为繁复的复现计算进行气动模拟才能工程运用，无法满足化学反应流动特征的气动性能试验需求。

在中国的“爆轰驱动超高速高焓激波风洞”（JF-22）验收以前，一直是上一代高超音速风洞JF-12唱主角，其最高风速尽管只有9马赫，但是它的综合性能却是最先进、最实用的。中国创造性的采用反向轰爆激波驱动模式使得测试有效时长达到100毫秒，是美国LENS-X等西方国家风洞30毫秒有效测试时长的3倍以上。

据悉，JF-22超高音速风洞可以复现40-100公里高空、时速最高可达10公里/秒左右、大约30-33倍声速的飞行条件，实验时间达到100-130毫秒，远远领先于美帝最先进的风洞各项数据，直接甩开了一个数量级。

中科院力学所研究员、怀柔激波风洞项目负责人姜宗林表示，JF-12和JF-22两代高超音速风洞作为具备世界先进水平的风洞设备，能够揭示由分子解离主导的复杂介质超高速流动规律，将直接服务于我国多型高超音速飞行器研发，在未来还将参与新一代天地往返系统的研发工作。

此举对于推动气动学科发展、提升我国宇航高技术研发能力具有重大科学意义。

其实，美帝正在研发的LRHW中程弹道导弹，以及俄罗斯新一代的“萨尔马特”洲际弹道导弹配套的“先锋”式高超音速滑翔弹头等等，都在中国新一代风洞的测试速段之内，这便是中科院力学所指出JF-22超高速激波风洞可以用于测试天地往返飞行器的主要原因。

而JF-22超高速激波风洞助力天地往返运输系统，一旦成功，则可以把卫星和航天器的发射费用降低90%，这才是为世人带来的最大惊喜。

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