风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来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,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
风洞试验简单来说,是根据运动的相对性原理,将飞机模型固定在地面,人为制造气流流过,模拟真实飞行时飞机周围的空气流动情况,以研究飞机与空气流动的相互作用,了解飞机的空气动力学特性。
1968年钱学森、郭永怀倡议,在四川组建气动中心。目前,中国空气动力研究与发展中心慢慢的变成了我国规模最大、总实力最强的风洞试验基地,是中国国家级空气动力试验、研究和开发中心,也是亚洲最大风洞群。
包括低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞,具备开展低速试验、高速试验、噪声试验、结冰试验等一系列试验的能力。其中,用于解决飞机飞行降噪问题的航空声学风洞,背景噪声只有75.6分贝,目前是国际最高水平。
此外,还包括亚洲首座大型结冰风洞、首次在2.4米风洞建立了工程实用的虚拟飞行试验平台、首次发现了漩涡破裂区域存在多螺旋结构等。
近几十年来随着中国航空工业的发展,中国空气动力研究与发展中心为我国武器装备发展和国民经济建设作出了重大贡献。
我国现代主力战机实现了从“歼-10”“枭龙”战机和“神舟”系列飞船,到磁悬浮、“和谐号”高速列车;从高达300多米的东方明珠塔,到横跨30多公里海面的杭州湾跨海大桥,都在这个地方进行过风洞试验。2010年5月,发展中心启动科研试验新区建设。多种新型飞机在科研试验新区首次实现了模型飞行试验,上百万组数据分类入库,中心目前已全面具备了风洞试验、数值计算和模型飞行三大手段。我国C919大型客机的许多风洞试验都是在这里开展的。
从歼10到歼20的跃变,也是三代半战机到真正第五代战机的换代,除了各项航空技术的攻克,在几代战机诞生的过程中,还扮演着重要角色的就是风洞。
据报道,今年2月在面临疫情的困境下,中航气动院的科研人员迎难而上,如今已经实现全面复工,确保国家重点项目FL-62风洞的研发进度。目前这个跨声速风洞已经整体迈入联合调试的大关,各项细节设计和调整如期进行,预计将于今年按期完成交付。
风洞的种类主要以马赫大小作为衡量标准,也就是风洞模拟的气流速度与声音传播速度的比值,其主要大致分为低速风洞、高速风洞、亚声速风洞、跨声速风洞、超声速风洞和激波风洞等等。其中介于0.5倍声速和1.3倍声速之间的风洞,是所谓跨越声速的跨声速风洞。而此次中航工业集团研发的FL-62跨声速风洞总重量高达6620吨,风洞占有的容积达到了1.7万立方米,其具体提供风场的马赫大小尚未可知。
但根据中航工业公开的资料,这个风洞将会助力我国新一代战机的研发,下代战机的设计或将于此处诞生。
FL-62跨声速风洞也是中国首个连续式跨声速风洞,其技术水平在世界上处于先进地位,也是中国从暂冲式风洞向连续式风洞迈进。FL-62风洞除了作为测量战机数据的稳定风场,在各项技术指标上也有较高水平,能针对战机的需求来做气动弹性、推力矢量,动态性能和流体力学等多项试验。FL-62跨声速风洞还配备了八万千瓦的驱动压缩机,为提供高速的风场保证了充足的动力。作为我国研制新一代战机的先驱风洞,FL-62跨声速风洞的多项技术首次应用为我国今后风洞建设打好基础。
从2010年左右正式批复立项以来,FL-62已经历经了长达10年的建设周期,目前各项研制工作已确定进入尾声,只剩下全面调试阶段,就可以正好是交付使用。
FL-62除了能不间断的提供超声速流场,跨声速流场调节,还可以精准的调控模拟的马赫数,各项风洞辅助系统为我国下战机研制做好了铺垫。中国目前六代机的研制慢慢的开始,在长达上十年的基础数据研发阶段,FL-62风洞将助力我国第六代战机的展开。正如中航工业所言,今后中国战机的形象由它的数据来决定。
中国的风动实验装置技术水平,长期处在全球前列。从老一辈的科学家到如今的技术专家,他们为我国的经济建设和国防建设作出了巨大贡献,向他们致敬!