中国正在研制世界最强“超级风洞”

3月16日，据*电视台新闻频道报道，中科院高温空气动力学国家重点实验室的工作人员透露，他们团队正在开发的新型风洞可以达到10-25马赫，试验流场直径为2.5米，将达到世界最高水平。

“作为先进飞机的研发平台，建造具有最高技术水平的风洞正在世界各地展开竞争。我们正在开发的一个新的超高速风洞计划在大约四年内完成，它的模拟马赫数将达到10到25。”21日，该团队的研究人员告诉《每日科学》记者。

中国已经拥有世界领先的超大型高超音速风洞。

风洞是推动航空航天器发展的国家砝码。第一代风洞技术决定了第一代飞机的发展水平，代表了一个国家的科研实力。

闭路电视报道中出现的“再现高超音速飞行条件的激波风洞实验技术”(以下简称“JF12再现风洞”)是由该小组开发的。

JF12再现风洞长近300米，是世界上最大的风洞，被国际同行称为“超级龙”。这是世界上第一个能够再现飞行条件的超大型高超音速风洞。

该重大项目的首席科学家姜宗林告诉《科学日报》，在空气动力学领域的研究人员看来，JF12循环风洞是地面空气动力学试验和珠穆朗玛峰的皇冠上的宝石。

面对前所未有的再现风洞技术的技术，团队遇到了许多困难和挑战。自2000年以来，姜宗林团队继承了中国科学院院士、中国科学院力学研究所研究员、空气动力学家于洪如的爆轰驱动方法，一直在探索和复制风洞理论和创新技术的验证。到2006年，再现风洞的理论和关键技术已经逐渐成熟。

2008年，该团队得到了“国家重大研究设备开发项目”的支持。2012年，JF12复测风洞通过国家项目验收并投入使用。到2017年，将完成一系列实验研究。到目前为止，JF12复制团队已经经历了16年的艰苦工作。

从国际高超声速风洞技术的发展来看，JF12循环风洞突破了三大技术瓶颈:驱动功率低、实验时间短、测量精度低。然而，60年的国际研究经验表明，每个问题都是一个“不分上下”的问题，而且非常困难。

值得称道的是，在复制风洞团队的开发工作中，这是一个从复制风洞理论到以九项关键技术为核心的技术体系，再到风洞设计的“跨界”研究过程。团队成员既是科学家也是工程师。一套设备，成千上万的图纸，有多少困难就有多少讨论和问题。通过不断的努力，他们实现了一次安装和一次调试成功。

姜宗林获得2016年美国航空航天学会地面测试奖

2016年6月15日(华盛顿时间，2016年6月14日)，美国航空航天研究所(AIAA)在国际航空会议上向姜宗林颁发了2016年AIAA地面测试奖。这是自41年前设立该奖项以来第一位站在领奖台上的中国学者，也是亚洲科学家首次获得这一荣誉。

2017年1月9日，JF12循环风洞还获得了2016年国家技术发明二等奖。

关于JF12重复风洞，中国空气动力学学会特别写道:“JF12重复风洞是世界上最大的激波风洞，也是世界上第一个能够再现高超音速飞行条件的高超音速风洞。风洞理论和技术的重复已经解决了困扰高超音速实验60年的世界难题。它在风洞实验中实现了从流动“模拟”到“重复”的飞跃，引领了国际先进风洞试验技术的发展。”

中国将成为覆盖25马赫最先进测试能力的国家

目前，世界在原理上与中国科学院的JF-10风洞(马赫数20)相似。这是美国于1994年为美国航天局建造的高脉冲风洞。根据美国国家航空航天局公布的相关文件，该设施的测试速度为25马赫，据报道最高可达30马赫。此外，美国还拥有“国家高能激波风洞”，简称LENSI系列风洞，可达22马赫。

然而，虽然试验速度很快，但试验时间很短，试验流场很小，不能满足具有化学反应流特性的气动性能试验要求。

马赫数为10-25的大型超高速风洞的发展将支持高超音速滑翔和再入飞行器的发展。

据了解，JF12复现风洞团队是中国科学院的一个较大的团队，由高温气体动力学国家重点实验室的三个研究小组组成。姜宗林担任队长，于洪如院士担任学术指导。

目前，JF12复现风洞团队主要负责高超音速和高温空气动力学领域的一些基础和应用基础研究课题。该项目的背景都是针对未来高超音速飞机，实现“两小时内全球旅行”。这包括飞行试验/地面试验数据相关理论、飞机的空气动力学/热特性、空气动力学和热管理的新概念、飞机/发动机综合试验技术和新的有效推进方法的探索。

高温气动复制风洞团队由近20名科研人员组成，是典型的“老、中、青”团队。老一辈科学家是钱学森和郭永怀先生建立的研究小组的成员。中年一代是*后我国培养出来的科学研究人员。然而，年轻的研究人员是70后和80后的年轻学者，占45%。

高超声速再现风洞技术是对当前世界风洞实验技术的一次飞跃，有自己完整的理论体系。然而，随着时间的推移和航天技术发展需求的提高，必然会提出更高的要求。这样的团队总是在不断攀登的道路上。

“高超音速飞行应该是不可避免的，但真正的高超音速时代何时会到来？直到现在，我们仍在努力工作。”姜宗林说。

“JF12再现风洞能够再现高超音速飞行条件，高度为250公里，马赫数为9，主要目标是研究和开发吸气式高超音速流动飞机。新风洞将采用一系列我国独创的新技术，建立一个能覆盖40-90公里高度、马赫数10-25的超高速风洞试验能力，从而解决飞行器在天地之间往返飞行和重复使用的空气动力学试验问题。”姜宗林说。

姜宗林进一步解释说，中国的两个风洞组合将形成一个实验平台，覆盖马赫数范围为25的空对空飞行走廊，这是世界上唯一的领先水平。这对我国高超音速学科前沿问题的探索和关键技术的研发具有重要意义。