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你可能不知道风洞是什么,但你一定听说过“东风快递,使命必达”。中国的高超声速导弹,让美国航母在西太平洋上如坐针毡。
这一切都离不开一个关键的技术——风洞,这项曾经被西方世界视为“秘密武器”的技术,如今却被中国牢牢掌握,甚至实现了弯道超车。
中国风洞,究竟经历了怎样一段从“落后”到“领先”的逆袭之路?
01钱学森与中国风洞的起步
高超声速武器,可能会彻底改变未来的战争规则。它速度快得惊人,打击非常精准,能轻松突破现有的任何防御系统。
要研发这种强大的武器,必须解决一个关键问题——风洞技术。
风洞,简单来说就是一个“人造风场”。
它可以模拟各种飞行环境,让飞行器在“地面起飞”,从而测试其性能,改进设计。没有先进的风洞,就如同造房子没有图纸,造枪炮没有靶场,只能“摸着石头过河”,最终结果可想而知。
早期的中国,百废待兴,更别说高精尖的风洞技术了。那时候西方国家对中国实施技术封锁,想方设法不让中国摆脱落后的状态。
为了打破封锁,中国科研人员只能“土法炼钢”,自己动手,丰衣足食,就在这时,一位科学巨匠的回国,彻底改变了中国风洞技术的命运,他就是“两弹元勋”钱学森。
1955年,钱学森克服了重重困难,终于回到了祖国,他不仅带回了“两弹一星”的知识,还将当时世界最先进的风洞技术带回了中国。
这对中国当时的情况来说,就像是在最需要的时候得到了帮助。当时国际上流行用计算机来模拟风洞测试,也就是计算流体力学。
这东西听起来挺高科技的,但其实过了半个多世纪,CFD技术在模拟超音速和高超音速飞行环境时还是有不少难题。就像用电脑模拟大海啸,看起来挺震撼,但实际效果嘛,你懂的。
钱老很清楚,当时对中国来说,务实发展实体风洞技术比追求时髦的计算流体力学更为重要。
于是在中国风洞技术发展的关键时期,钱老做出了一个重要的战略选择:集中力量,发展实体风洞!
在钱老的带领下,中国风洞技术从“小米加步枪”的年代,迈向了“奋起直追”的新阶段。
中国风洞技术从低速到高速,从亚音速到超音速,一步步稳扎稳打,终于从跟跑变成了并行。
02JF-22风洞
时间来到了21世纪,中国科技发展日新月异,风洞技术也迎来了新的历史性突破。
2018年,中国自主研发了一款名叫JF-22的超高速高焓激波风洞,这消息一出,引来了全球的关注。
这个大家伙,总长167米,相当于6架波音737客机的长度,实验气流速度范围为3-10km/s,是世界上最大的激波风洞,也是性能最先进的高超声速风洞。
JF-22不只是个头大,它牛的地方在于用了一种新的爆轰驱动技术。
爆轰不是普通的爆炸,它通过化学反应在极短的时间内释放出巨大的能量,产生超高速的气流。
这就好比普通风洞是用鼓风机吹风,而JF-22是用“炸药包”炸风,威力可想而知。
这项技术连国际上都没搞懂,但中国却已经用在了风洞上,可见他们的技术实力真是强劲。
中国自主研发的JF-22风洞,让中国在这一技术领域不再依赖西方国家,成了真正的先行者,这也让大家看到了中国科技的实力。
JF-22到底有多牛?
举个例子,它能够模拟超高温、高压环境,最高温度可达8000摄氏度,相当于太阳表面的温度,而压力则可以达到地球大气压的20000倍。
在这种极端环境下,任何材料都将承受极限考验。
而JF-22的厉害之处就在于,它不仅能制造出这种极端环境,还能对其中的飞行器进行精确测量。
这意味着,中国可以通过JF-22风洞,测试各种高超声速武器的性能,不断改进设计,最终研制出性能更加优越的“撒手锏”。
03西方国家的“酸葡萄”心理
JF-22风洞的横空出世,在国际社会上引发了强烈震动。
那些曾经对中国技术封锁的国家,现在却纷纷“找上门来”,希望能够借用JF-22进行风洞测试。法国、英国、土耳其,甚至欧洲航天局,都纷纷向中国伸出橄榄枝。
他们愿意支付高昂的租金,只为能够一睹JF-22的“真容”,用上这件中国科技的“神器”。
要说最豪气的还得数欧空局,他们为了借用JF-22,竟然愿意支付高达5亿欧元的租金,这可真是大手笔。
当然中国也不是“冤大头”,除了高额的租金,中国还要求进行数据共享。
毕竟这么先进的设备,总得知根知底才能放心使用。面对中国的要求,一些西方国家酸溜溜地说这不公平,甚至说中国在搞技术封锁。
这真是贼喊捉贼,令人啼笑皆非。
想当年西方国家对中国进行技术封锁的时候,可是毫不手软,恨不得把中国的所有科技发展都扼杀在摇篮里。
现在中国风洞技术领先了,他们却开始叫屈,这难道不是典型的“酸葡萄”心理吗?对于西方国家的“小心思”,中国并没有斤斤计较,而是展现出了“大国风范”。
中国乐意和世界各国分享科技发展的成果,但前提是双方要平等互利。
最尴尬的还是美国,作为曾经的风洞技术领头羊,美国现在却不得不“低头”向中国求助。
据传美国曾通过日本向中国提出借用JF-22,但中国开出了50亿美元的天价,还要求共享数据,结果美国犹豫再三,还是拒绝了。
有人说,美国这是“死要面子活受罪”,自己曾经领先的技术,现在却要向中国求饶,实在是面子上过不去。
也有人说,美国这是另有图谋,他们想通过借用JF-22,窃取中国的爆轰技术,真相究竟如何,我们不得而知。
但有一点可以肯定,那就是中国风洞技术的崛起,已经让美国感受到了前所未有的压力。
美国在风洞技术上,已经从“领跑者”变成了“追赶者”,甚至还有可能被中国甩得越来越远。
04中国“领跑”,但不会“独行”
上世纪计算机技术开始兴起,CFD技术也被寄予厚望。
相比实物风洞,用CFD技术更省钱,也更容易操作,所以美国在这方面下了很大功夫,投入了大量资源。
不过,CFD技术的发展并没有一帆风顺。
虽然CFD技术在低速、亚音速飞行环境的模拟方面取得了一定的成果,但在超音速、高超声速飞行环境的模拟方面,却一直存在着难以克服的瓶颈。
简单来说,就是CFD技术在模拟高速气流时,会出现精度不足、稳定性差等问题,导致模拟结果与实际情况存在较大偏差。
而实体风洞,虽然成本高、周期长,但模拟结果更加准确可靠,是高超声速武器研发的“必备神器”。
美国在CFD技术上“押错了宝”,导致实体风洞技术发展滞后,最终被中国反超。
近年来,美国也开始重视实体风洞技术,加大了投入,希望能弥补之前的不足。
冰冻三尺不是一天就能冻成的,想在短时间内追上中国的步伐,显然不太现实。
更何况,中国在风洞技术上的领先优势,不仅仅体现在设备的先进性上,更体现在技术的独创性上,爆轰技术目前只有中国研发成功,而且中国没有对外公开具体的技术细节。
这就意味着美国即使想学也找不到头绪,更糟糕的是,美国在风洞测试技术上也有一堆问题。
美国现在缺少能够在高超声速风洞中做精确测量的设备,这大大影响了高超声速武器的研发进度。
种种情况导致美国风洞技术想要“重回巅峰”,还有很长的路要走。风洞技术的竞争,表面上是技术的比拼,但实际上背后有着复杂的战略考量。
fick高超声速武器在未来的战斗中将扮演重要角色,谁掌握了这种武器,谁就能在战场上占据有利位置。
风洞技术,则是高超声速武器研发的“敲门砖”,没有先进的风洞技术,就无法研制出性能优越的高超声速武器。
因此,中美两国在风洞技术上的竞争,实际上就是对未来军事优势的争夺。
参考来源:中国军网 探寻一股神秘的“风”