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30倍音速是什么概念

日期:2023-4-80 次浏览

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随着中美俄新一代洲际导弹的装备服役,射程已经不再是发展重点,突防能力才是重中之重,那么如何让核弹头具备末端更高等级的突防能力呢?这就要对核弹头的末端飞行状态进行模拟测试。比如经过计算机模拟测试,比如直接上风洞测试都是任何飞行器在实际试射前需要经过的步骤。

比如某航空航天科研所研究出一种新型气动布局设计,该气动布局可大幅优化航空航天器的气动布局设计,降低其风阻使得其最大飞行速度超越现有的飞行速度上限达到一个前所未有的高度。那么整个航空器的气动布局从最开始的草稿设计到后面具体细节优化,再到整机缩比模型亮相后,整个缩比模型完美的体现了设计者的设计思路和指标参数展现,并且该设计模型之前还经过超级计算机电脑模拟测试了其整机气动设计是基本接近设计指标的,但是电脑模拟的终究是模拟的,外界环境下存在很多突发情况、比如大气喘流、雷暴天气下的气压温度气团等都会对航空器的正常飞行产生影响,但是此时航空器还无法真的直接发射进行实际试射,所以这个时候把缩比模型放到风洞中去尽可能的模拟测试其真实状态下是否达标?

简单一点来说的话,风洞就好比汽车上路前我们不知道上路后轮胎会不会飞、速度超过一百码后汽车会不会飘起来,所以先将模型放在风洞中去,在风洞中去尽可能的模拟真实环境下所出现的高速气流、冷热空气团等,以此来验证整个缩比模型的实际测试参数是否达到设计指标。

那么35倍风洞什么概念呢?虽然战机早已实现了超音速飞行,但是现在很多战机的最大飞行速度也不过3马赫,就算是洲际导弹的末端突防速度也不过20马赫左右,那么又有什么必要研制速度超过35倍音速的风洞呢?毕竟高性能风洞不仅技术非常困难,而且还非常烧钱,就算是后期测试阶段很可能几秒钟耗能就相当于一座小县城一天的耗能总和。

航空航天器的研发虽然一直以来都是你追我赶,但是背后拼的不光是资金更拼的是技术层次的高低,比如上世纪90年代的时候,那个时候我们才成功实现了超音速风洞技术的突破,而那个时候美苏两国已经具备速度超过10马赫以上高超音速风洞建造能力了,而在这背后苏联人研制了世界上飞行速度最快的米格31截击机,同时研制了包括撒旦这种末日重型洲际导弹,美国则早就装备了X-43A这种飞行速度达到10马赫的无人飞行器。进入21世纪后,美俄两国的进攻性导弹技术不仅百花齐放,同时在反导领域也是有很大突破,比如美国率先装备了包括TMD、NMD等初段、中段反导拦截系统,俄罗斯也更新了自家的A-235反导拦截系统,特别是美俄的反导拦截弹飞行速度非常快,此前俄罗斯曾公开过自家最新装备的A235中段反导拦截弹发射画面,在整个画面中我们只看到眼前“唰”的一下似乎什么飞出去了,并没有看清到底是什么,其实就是俄罗斯的A-235反导拦截弹发射出去了。

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什么是35倍音速风洞?

随着世界各个大国都装备了洲际导弹、中程导弹、反舰导弹,这些各种类型的导弹在提高射程上,各国经过几年的努力,很快就能实现射程远而精确度高。但是在导弹的速度上,各国有点发愁,要想提高速度,那就得有能测试超高音速的风洞。

目前中俄美都具备先进的风洞,相比较数美国的风洞先进,已经达到了35倍音速。而我国目前还正在加紧研制35倍音速风洞。35倍音速风洞就是形成每秒11公里的管道内风速,而这一标准明显已经达到了登月行动所需的第二宇宙速度。所以不仅是长征五号运载火箭需要35倍音速风洞的技术,而且未来的各种类型的运载火箭也离不开35倍音速风洞的测试帮助。

目前我国有能力、有实力、有技术能研制出35倍音速风洞,只不过是时间问题,相信在不久的将来准能赶超世界先进风洞水平,进一步把我国的导弹速度提高到25马赫以上,使美国的防导系统更加难以拦截。

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35倍音速风洞___理论上就是可以形成每秒12公里的管道内风速,模拟大气层环境来测试飞行器机体或者弹体的极限承受能力。这个技术标准就是登月行动必需的第二宇宙速度;这不单单是长征五号运载火箭需要35倍音速风洞来加快研发制造进度,就是新研发的长征九号超级运载火箭、六代战机研发制造也离不开35倍风洞的试验检测。

35倍音速的风洞,对我们研制高超音速武器无疑是非常重要的。它的另一个好处,就是研发中国的第六代战机。六代机目前在世界上还没有一个清晰的概念,大家都处于比较朦胧的阶段,各国都在按照自己的想法去摸着石头过河。目前还没有统一的标准和技术指标,不过所有国家都有一个共识,那就是未来的六代战机具有高智能、高隐身,还有超高音速度。意思就是说,新研发的六代战机一定是速度极高,隐身性能绝佳,并且是与人工智能高度融合的结合体。

(35倍风洞)

那么速度极高是多高呢?理论上至少是高超音速的标准,也就是速度起码在5马赫以上。而目前的五代机,不论是F22还是歼20,巡航速度都在2马赫左右。

35倍音速风洞的重要性

航空器的设计是非常耗时费力的事情,特别是在飞行器选型、定型时,空气动力布局直接影响飞行器的性能和使用寿命,好的空气动力布局能够将发动机动力高效率的转变为战斗机、弹导导弹的超级机动能力。

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中国有世界上最大最全最强的风洞体系。在我们国家一穷二白,那些忙着生产洗衣机的岛民无耻地跟我们大吹“科技”的年代,我们就在建造世界上最伟大的风洞体系了,几十年下来,这世界第一,是当之无愧!遥遥领先。

是什么心志,让中国人干这种事?没有什么短期效益,只是要研究各种飞行数据。吃着馒头,干的是人类顶尖高趣味的事。

也许,是一种情怀吧。

风洞,只是用来测试研究各种情况下飞行流体力学的,离设计制造飞机还早得很,但却是伟大的理论试验基石。所谓,无用乃大用也!我们一边玩自巳的风洞,一边买飞机用,几十年。而日本,自称先进国家,要造飞机就拿去欧洲风洞测试,或者拿去美国电磁测试。没有自巳的科技基础,说什么创新,创来创去,也就是A片的层次,“文明”升不了级!

是钱学森等老一代科学家,坚持建造自巳的风洞体系,这钱砸得,毒。很多事,我们现在,不跟日本比,不跟德国比,甚至不跟美国比-----我们需要跟“美欧”比,就是跟“全人类先进水平”比,风洞是其中一项,

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35倍音速风洞的技术已经被中国突破:它属于爆轰驱动高焓风洞,美国位于加利福尼亚的超音速风洞LENS-X,它是目前唯一能让风速达到30马赫的风洞,而中国的JF—22超高速激波风洞可以让风速达到35.26马赫——不过马赫值不是风洞的唯一特性,仅是其许多特性之一;

(美帝风洞)

JF—22的前辈:JF-12是世界最大的激波风洞,也是国际首座可复现飞行条件的高超音速风洞,为我国独立自主研究先进空气动力学试验装备的先例。美国航空航天学会称,JF-12激波风洞可复现25公里-40公里高空、5-9马赫的飞行条件。它采用反向爆轰技术、试验时间短,于2015年建成;而兴建它的同时,中国科研人员研制、突破了正向爆轰技术!

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回答此问题前先要理解一个描述音速的单位马赫数。马赫数是表示声速倍数的数,在物理学上一般称为马赫数,是一个无量纲数。一马赫即一倍音速:马赫数小于1者为亚音速,近乎等于1为跨声速,大于1为超声速。

地面试验装备能力的提升是高超声速飞行器技术突破的关键。因为任何新型飞行器上天之前,都必须进行大量的地面试验,其中有关气动性能的参数都是在风洞试验中获取的。然而,对于先进的空天飞行器,目前已有的地面风洞已经不能完全满足实验要求了。换言之,这就是说:先进的飞行器需要先进的试验风洞。

先进的地面试验风洞亟需具备以下两种能力:(1)马赫数8以上推进技术的试验能力;(2)大尺度、一体化热结构试验能力。对于马赫数的要求,我们不难理解,因为空天飞行器要求高速度。气动力学家一般把飞行速度超过声速5倍(即马赫数5)称作高超声速飞行。至于第(1)项要求涉及的高超声速推进技术试验能力,和先进空天飞行器的动力有关,目前科学家们在致力于研发一种吸气式的超声速燃烧冲压发动机,这种发动机要求与整个飞行器进行一体化设计。因此,和常规的航空发动机相比,这项推进技术难度很大,需要大量的地面试验来支撑。

目前15倍声速的风洞就可以完成对飞机机体和弹道导弹弹体的测试。那什么需求需要35倍风洞,该风洞的运用对象又是什么呢?