我国于9月25日成功试射12000公里射程的东风洲际导弹,成功的向世界证明了中国军事能力。近年来,美俄英发射洲际导弹却接连失败。仅法国在去年曾成功试射过一枚潜射洲际导弹,射程达到了9000公里。
美国的“民兵-3”洲际弹道导弹五年失败三次。直到今年6月4日才再度试射成功,挽回颜面。俄罗斯的“萨尔马特”洲际弹道导弹试射时在发射井原地爆炸,留下一个约60米的弹坑。英国的“三叉戟”-Ⅱ型潜射洲际弹道导弹八年连续两次发射失败。
西方国家不仅洲际导弹试射都不成功,高超音速导弹也不如我们,中国高超音速导弹也是世界第一。俄罗斯的“锆石”、“匕首”,美国的AGM-183A,虽然他们的速度达到了高超音速的条件,但由于是弹道导弹,它的飞行轨迹大体上会遵循弹道规律,这意味着发射后会沿着预定的弹道飞行。陆上的反导系统很容易将其拦截。而中国的高超音速导弹不仅速度快,而且机动性高,因为采用的是助推加滑翔复合的钱学森弹道。导弹不再按照固定的弹道飞行,而是进入一种“滑翔”状态,类似”打水漂“。即使是最先进的防空和反导系统,也难以准确预测和拦截。
我们的导弹技术能全面领先欧美各国,是因为他们没有高超音速风洞。他们是利用计算机模拟流体运动来替代传统的风洞实验,在风洞技术的发展上,欧美国家当年看中了这种模式,觉得比建设庞大的风洞群更加经济,更加方便,但这种技术存在着自身的局限性,由于湍流模型的复杂性,模拟的精度和可靠性一直难以满足高超音速武器研发的需求。不用风洞吹,只靠计算机模拟是不行的。
我国早在20世纪50年代,钱学森就力排众议,提出了建设中国自己的超音速风洞的设想,钱学森坚定认为,与其投机取巧用模拟,不如踏踏实实在风洞里做实验。因为没有高超音速风洞,很多事情都无法真正得到验证。实践证明钱老是正确的。
风洞,就是用来“制造风”的洞穴,它可以制造出各种速度、方向、温度和压力的人工气流,模拟飞行器在真实飞行环境下的各种状态,从而帮助设计出性能更优秀的飞行器。
美国现有的LENS II只能达到7倍音速,有效实验时间仅有30毫秒。欧洲只有4倍音速的风洞,俄罗斯的风洞能达到8倍。以上可以看出来,国外高超音速风洞,能达到8马赫的都寥寥无几。
中国知名期刊《中国空气动力学报》终于在近期披露:中国目前已经拥有世界上最大的民用风洞设施群,其规模相当于美国和欧洲同类设施的总和。这些功能、大小不一的风洞设施,是我国发展新支线远程宽体客机的有力支撑!另外我们的10倍音速、20倍音速的风洞,保证了我们导弹的领先地位,把导弹模型做好,放进风洞吹,吹完再不断完善调整。
特别是在爆轰驱动超高速风洞技术领域,中国JF-22风洞是世界上最大最先进的激波风洞,也是唯一能复现飞行条件的超大型地面实验装置。他的长度有167m。其最大风速可达米乐M6 米乐平台33马赫。高度飙升到40至90千米。JF-22吹出的流场直径更大,有2.5米,一般国外最大直径的才1.5米,这样就可以放更大的飞行器。我们的东风导弹能够飞出30马赫的速度,就离不开这台风扇。嫦娥六号从月球返回地球也离不开这个风扇,因为它的返回速度超过了30马赫。
因为风速太快,它每次开机一次只能吹不到一秒的时间,但是做实验够用了。可以说任何超高速武器以及飞行器的研发都离不开这个风扇,只有它能够模拟出这种级别的飞行速度。超高速风洞的关键,不仅是风速快,还要能够模拟高温、低压的极端环境。这就要求风洞有极其先进的控制系统,能够模拟出30马赫这样的极限飞行条件。
一般的风洞,比如汽车风洞能够吹出来的最大风速大约70米/秒,每秒只有0.2马赫左右,这个速度的风可以靠风扇吹出来。但如果想要造出拥有30马赫风速的风洞,地球上再大功率的风扇也吹不出这样的飓风。但是可以通过爆炸炸出来30马赫速度的飓风,其实30马赫也就是每秒1万米左右的速度。而TNT爆炸推进的速度能达到每秒7千米,这已经比较接近了,理论上来说,爆炸确实可以制造出超高速飓风。因此这就解释了为什么JF—22每次开机只能吹不到一秒的时间。因为做这个实验就是在做爆炸实验,爆炸的时间就是不到一秒。
JF-22耗电量惊人,瞬时功率达到1500万千瓦,几乎相当于三峡大坝发电能力的67%。因此吹一次价格肯定不便宜。以汽车风洞实验为例,0.2马赫的风洞吹一次大概需要2万块钱左右。所以30倍音速的风洞,没有实力的国家,连开机都难。
法国、土耳其、欧空局、甚至美国都向我国申请,都想借用该风洞进行相关的测试工作。法国向中国申请吹一次10倍风洞,中国开价2亿欧元,正在谈。欧空局向我们申请20倍风洞,我方要价5亿欧元,他们也只能同意。土尔其出800万欧元就想吹一次10倍音速,根本就没有谈的必要。对于欧洲各国,我们这还算是友情价。美国申请使用我国30马赫的JF22,我们开价50亿美元,而且要共享数据,相当于把美国劝退。
不管是高超音速导弹还是太空探测,风洞都起着举足轻重的作用。而中国是全世界唯一掌握高超音速风洞技术的国家。其他国家不管是想发展导弹还是进行太空探索,都必须看我们的脸色。
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