世界最強風洞在中國!美國申請測試一次,中國:請先繳費50億美元

前言

高超聲速導彈動不動就幾馬赫赫的速度賦予了它強大的突破和破壞力,但這些“大殺器”的誕生都離不開風洞技術,它是一個能人工製造氣流的管道,這玩意兒看着簡單,門檻可不低,尤其是超音速風洞,那可是高精尖技術,燒錢不說還極難有成果。

如今的風洞技術中國就是當之無愧的第一,就連美國也遠遠比上我們,想要借用我國的風洞做實驗,那還要看看我們開出的條件他們能不能付得起。

爲什麼我國能在風洞技術上領先世界?強大的風洞技術給我國帶來了什麼好處?

高性能導彈的關鍵

風洞可不是簡單的自然想象,風洞技術簡單來說就是把飛行器固定好,然後用高速氣流來模擬飛行的環境,測試性能,然後根據測試結果改進設計。

風洞在航空航天領域的應用最爲廣泛,飛機、導彈、火箭等飛行器在首飛之前,需要進行成千上萬次的風洞實驗,以模擬其真實飛行狀態,確定氣動佈局並評估氣動性能。

但風洞技術的應用範圍遠不止航天領域,模擬汽車在高速行駛時的空氣流動情況來提高汽車的性能,能源領域模擬風力發電機,包括建築中模擬大風天氣都離不開風洞技術,妥妥的軍民兩用技術。

尤其是爲了研發更先進的高超音速武器,高水平的風洞試驗是必不可少的,這也是爲什麼大國都玩命的研究風洞,中美兩國就在這上面較上勁了,暗流涌動,精彩程度不亞於一場“隱形戰爭”。

要說中國風洞技術,繞不開一個人,那就是咱們的兩彈元勳錢學森,當年的“火箭之王”在美國可是個大能人,參與研製了世界上第一個超音速風洞。

1955年,錢老回國把當時最先進的風洞技術也帶了回來,直接讓我國在這一領域少走了不少彎路,當時國際上流行用計算機來模擬風洞測試,也就是計算流體力學(CFD)。

這玩意兒聽起來高大上,但實際上,半個多世紀過去了,CFD在模擬超音速、高超音速飛行環境方面依然存在瓶頸,錢老深知,對於當時的中國來說,與其趕時髦搞CFD,不如腳踏實地,先把實體風洞技術搞紮實。

於是在錢老的帶領下,中國在風洞技術上走上了一條中國特色的道路,說幹就幹,從低速到高速,從亞音速到超音速,中國風洞技術一步一個腳印,穩紮穩打,最終實現了彎道超車。

這其中,最具代表性的就是JF-22爆轟驅動超高速高焓激波風洞,這名字聽着就很高科技,實際上,它比名字還要“炸裂”是它恐怖的性能。

JF-22總長167米,噴管出口2.5米,實驗氣流速度範圍爲3-10km/s,能夠揭示由分子解離主導的複雜介質超高速流動規律,支撐了中國天地往返運輸系統和超高速飛行器研發。

更牛的是,JF-22用上了全新的爆轟技術,爆轟可不是簡單的爆炸,而是利用化學反應,在極短時間內釋放巨大能量,產生超高速氣流,這項技術,國際上都還沒玩明白,中國卻已經把它應用在了風洞上,可見其技術實力之強悍。

“飛行器的搖籃”JF-22風洞究竟是什麼?長啥樣?一文了解

JF-22的橫空出世,直接打破了西方國家在風洞技術上的壟斷,JF-22剛出世的時候,它的技術水平號稱領先歐美30年,也讓中國成爲了該領域當之無愧的領頭羊,這也是爲什麼大家談到我國風洞技術的時,喜歡用遠遠領先美國了。

這可不是吹牛,看看那些曾經對中國技術封鎖的國家,現在是什麼態度就知道了,法國、英國、土耳其,甚至歐洲航天局,都爭相來中國使用風洞,而且還得掏不少錢,最“壕”的當屬歐空局,爲了借用JF-22,他們願意支付高達5億歐元的租金。

當然中國也不是冤大頭,除了高昂的租金,還提出了數據共享的要求,畢竟,這麼先進的設備,總得知根知底才能放心使用,不過,最尷尬的還是美國,作爲曾經的風洞技術領頭羊,現在卻不得不“低頭”向中國求助。

據傳,美國曾通過日本向中國提出借用JF-22,但中國開出了50億美元的天價,還要求共享數據,結果美國猶豫再三,還是拒絕了。

有人說,美國這是“死要面子活受罪”,自己曾經領先的技術,現在卻要向中國求饒,實在是面子上過不去,也有人說,美國這是另有圖謀,他們想通過借用JF-22,竊取中國的爆轟技術,真相究竟如何,我們不得而知。

但有一點可以肯定,那就是中國風洞技術的崛起,已經讓美國感受到了前所未有的壓力。

美國風洞技術的現狀與挑戰

上世紀計算機技術開始興起,CFD技術也被寄予厚望,相比於實體風洞,CFD技術成本更低,操作更方便,因此美國將大量的資源投入到了CFD技術的研發中。

然而,CFD技術的發展並沒有想象中那麼順利,雖然CFD技術在低速、亞音速飛行環境的模擬方面取得了一定的成果,但在超音速、高超音速飛行環境的模擬方面,卻一直存在着難以克服的瓶頸。

簡單來說,就是CFD技術在模擬高速氣流時,會出現精度不足、穩定性差等問題,導致模擬結果與實際情況存在較大偏差,而實體風洞,雖然成本高、週期長,但模擬結果更加準確可靠,是高超音速武器研發的“必備神器”。

因此,美國在CFD技術上“押錯了寶”,導致實體風洞技術發展滯後,最終被中國反超,美國也知道自己有這個問題,近年來美國也開始重視實體風洞技術,加大了投入,希望能彌補之前的不足。

但“冰凍三尺非一日之寒”,想要在短時間內追趕上中國的步伐,顯然是不現實的,更何況,中國在風洞技術上的領先優勢,不僅僅體現在設備的先進性上,更體現在技術的獨創性上。

以爆轟技術爲例,這項技術目前只有中國掌握,而且中國並沒有公開相關的技術細節,這意味着,美國即使想“抄作業”,也無從下手,更糟糕的是,美國在風洞測試技術上也有一堆問題。

美國現在缺少能夠在高超音速風洞中做精確測量的設備,這大大影響了高超音速武器的研發進度,種種情況導致美國風洞技術想要“重回巔峰”,還有很長的路要走。

風洞背後的戰略博弈

風洞技術之爭,表面上看是技術上的較量,但背後卻隱藏着深刻的戰略博弈,高超聲速武器被認爲是未來戰爭的關鍵,誰擁有它,誰就能在戰場上佔據優勢。

風洞技術,則是高超聲速武器研發的“敲門磚”,沒有先進的風洞技術,就無法研製出性能優越的高超聲速武器,因此中美兩國在風洞技術上的競爭,實際上就是對未來軍事優勢的爭奪。

探尋一股神秘的“風”

中國的風洞技術進步,不僅讓西方國家的技術封鎖失效,還大大增強了國防能力,爲國家的安全提供了堅實的支撐,曾經中國的軍事技術落後於西方國家,只能被動挨打。

而如今,中國在風洞技術等高精尖領域實現了“彎道超車”,開始在某些方面引領世界潮流,這無疑極大地增強了中國的國際話語權和影響力。

而對於美國來說,風洞技術的落後,則意味着他們在高超聲速武器領域的領先優勢正在逐漸喪失,這無疑會動搖“超級大國”的地位,爲了維護其霸權地位,美國必然會採取各種手段,試圖阻止中國在風洞技術領域的快速發展加大對中國技術的封鎖力度,甚至不排除採取一些非正常手段。

結語

回顧中國風洞技術的發展,我們可以看到,中國科技從追趕到了解超越的不易過程,從最初的“一窮二白”,到如今的“領先世界”,中國科技的進步離不開一代又一代科研工作者的默默奉獻,更離不開中國政府對科技事業的高度重視和大力支持。

中國科技的進步,是改革開放偉大成就的生動體現,也是中國特色社會主義制度優勢的集中展示,站在新的歷史起點上,中國的科技將迎來更美好的未來,爲人類文明的發展做出更大的貢獻。