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声速|目标瞄准：天地往返飞行

技术 团队 飞行 瞄准 天地 攻关 声速 风洞 姜宗林 爆轰

在北京怀柔科学城 ， 有这样一支科研团队 ， 在钱学森、郭永怀部署的战略方向上一路攻关 ， 经过半个多世纪几代人的传承 ， 打造出了国际最大、整体性能最先进的激波风洞 。 为我国航空航天事业的发展作出了巨大贡献 。 今天 ， 跟随采访人员的视角 ， 探秘这一成果从理论创新到技术创新的跨越是如何实现的 。
高超声速飞机若诞生
一两个小时飞抵全球任何地方
“现在从下一步就开始调试了 ， 真正出问题就在调试这一段 ， 大家要非常非常地提高警惕 ， 我们从低压到高压、从空气到燃气一步一步往前走 ， 要确保安全 。 ”中科院力学所研究员、怀柔激波风洞项目负责人姜宗林向采访人员介绍道 。
姜宗林和团队正在安装调试的这个大装置 ， 就是国际上最先进的超高速风洞JF-22 。 作为研制新一代飞行器的摇篮 ， JF-22超高速风洞可以复现40到100公里高空、速度最高达10公里/秒、相当于约30倍声速的飞行条件 。
姜宗林告诉采访人员 ， “我们现在坐飞机马赫数比如说0.8倍的声速 ， 那么我们战斗机可以飞到2.5倍的声速 。 ”如果做出高超声速飞机 ， 比如说5倍到10倍的声速在大气层里飞 ， 一两个小时可以实现到达全球任何一个地方 。
这支激波风洞的攻关队伍源于上世纪五六十年代 。 在钱学森和郭永怀的战略部署下 ， 中科院力学所组建起我国第一支高超声速激波风洞的科研攻关队 。
姜宗林十分崇敬钱先生跟郭先生 ， 认为他们是大师风范、高瞻远瞩 ， 预计将来国家需要这样一种技术 。 有了风洞就相当于一个飞行器的摇篮 ， 我们才能做发动机、做飞行器 。 这是我们团队的初心 ， 也是我们团队五六十年来的一个奋斗目标 。
如果沿用国际通行的技术 ， 激波风洞的研究就只能一直跟在国外后面模仿 ， 所以科研团队选择了爆轰驱动 ， 而这条技术路线在国际上早已被放弃 。 通过几十年攻关 ， 老一辈科学家实现了爆轰驱动的理论创新 ， 通过反向爆轰加卸爆段的方式 ， 成功解决了爆轰气流不平稳的问题 。 紧握老一辈科学家的接力棒 ， 姜宗林带领团队从上世纪90年代末开启了大型爆轰驱动激波风洞的攻关 。
从高温材料到异型构造 ， 再到传感器设计 ， 科研团队在无人区反复探索 ， 终于实现了从理论创新到技术创新的跨越 。 2012年 ， 总长265米、试验段直径达3.5米的JF-12复现风洞研制成功 ， 可复现5到9倍声速的飞行条件 ， 实验时间超过100毫秒 ， 比其他同类型的激波风洞提高1个量级 ， 成为国际最大、整体性能最先进的激波风洞 ， 为我国航空航天重大任务研制提供了关键支撑 。
天地往返系统建成后
航天器发射费用将减掉90%
“一种技术需要10年、20年 ， 甚至更长的时间去做 ， 所以你得耐得住寂寞 。 另外一种创新的东西不被大家认知 ， 所以你还得能忍受着批判 ， 你还得经受住风雨 。 ”姜宗林说 ， 拥有这几点的话 ， 他觉得才能从理论到技术、从技术到工程 ， 去解决国家的重大问题 。
JF-12激波风洞建成运行后 ， 数据指标得到行业的高度认可 ， 姜宗林却因劳累过度生了一场大病 ， 切掉了部分肺叶 。 躺在病床上的姜宗林 ， 却又马不停蹄开始了新一代激波风洞的论证研究 。
姜宗林告诉采访人员 ， 我们做JF-22风洞的一个最基本思想 ， 奔着国家这样一个天地往返系统 ， 如果做成之后 ， 可以把我们现在卫星发射、航天器发射的费用减掉90% 。
中科院力学所副研究员、怀柔激波风洞现场负责人韩桂来告诉采访人员 ， 我们这个团队里大概超过80%的成员都是党员 。 作为姜宗林的学生 ， 韩桂来全程参与了JF-12复现风洞的研制 。 在最新攻关的JF-22超高速风洞研究中 ， 韩桂来已经成为了整个项目的现场负责人 ， 他的目标是和团队一起建成这个前所未有的超大型激波风洞 。
JF-22超高速风洞
将于2022年建成
风洞被誉为飞行器的摇篮 ， 那么风洞究竟是如何工作的？正在建设的JF-22超高速风洞又有哪些特点？
韩桂来告诉采访人员 ， 飞行器在天上飞 ， 空气不动 ， 但是在地面上的时候 ， 没有办法让飞行器去飞 ， 或者这个飞行器还没有研究出来 ， 然后我就做一个飞行器的模型固定在这里 ， 然后在风洞里产生高速的气流来吹这样一个模型 ， 模拟它在天上飞的过程 ， 这个就是风洞 。
爆轰驱动超高速高焓激波风洞简称为JF-22超高速风洞 ， 项目于2018年3月正式启动 ， 现在已进入现场安装阶段 ， 完成真空舱、试验舱和喷管的安装 ， 并通过专家组中期检查 。
姜宗林说 ， JF-22最核心的技术 ， 就是通过正向爆轰驱动器为激波风洞提供平稳的驱动气流 ， 有这个技术后 ， 风洞的试验能力要比JF-12驱动能力提高10倍 。
【声速|目标瞄准：天地往返飞行】作为一座超大型激波风洞 ， JF-22超高速风洞的研发目标是针对天地往返飞行技术领域的国家重大需求和高温气体动力学学科的前沿探索 ， 解决超高速飞行技术的试验研究问题 。 2022年建成后 ， JF-22将与JF-12风洞构成能够覆盖全部高超声速飞行走廊的、具有国际领先水平的地面气动实验平台 。 文图均据央视新闻客户端

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