[科普中国]-高超音速风洞

基本概念

高超音速风洞，是指实验段马赫数范围约为5~14，气流温度高到能防止气流等熵膨胀到上述马赫数时在实验段发生液化，而没有高到足以产生真实气体效应的风洞。

特点高超音速风洞与超音速风洞相比较，相同之处在于，高超音速风洞也有连续式和间歇式两种形式，不同之处在于，在高超音速风洞中都安装了空气加热器；高超音速风洞的压强比显著高于超音速风洞。高超音速风洞中气流总温高，会使喷管喉部过热，须采取冷却措施；高超音速喷管的曲壁形状变化剧烈，喉部窄小，且高温下易变性，故通常采用轴对称型喷管。高超音速风洞大多是间歇式的，且以吹-吸式较为多见。加热器如果采用电阻式加热器，可使气流总温加热到约1500K。这一温度能使气流在马赫数约低于14范围内不致于液化，但只能模拟马赫数为6以下的焓值，不能模拟高超音速范围内更高马赫数时的焓值。1

中国成功研制国际首座高超声速风洞据《中科院之声》杂志5月24日报道，中国科学院力学研究所研究员姜宗林以创立高超声速复现风洞技术，研制成功JF12复现风洞，荣获2016年度美国航空航天学会地面试验奖（AIAA Ground testing Award for 2016），成为该奖项设立四十多年来首位获奖的亚洲学者。

风洞（wind tunnel）即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。先进风洞一直是飞行器研制的主要手段，地面风洞实验技术代表着航空航天领域战略发展实力，一代风洞技术决定一代飞行器的研发水平。

姜宗林和中科院院士俞鸿儒带领的团队一直潜心致力于高焓风洞实验技术的探索研究，提出了系统的爆轰驱动方法与长实验时间激波风洞理论，建立了高超声速复现风洞技术体系，成为空气动力技术创新发展的典范。

JF12被国际上称为“高超巨龙”（Hyper Dragon），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声速风洞，成就了我国独立自主研究先进空气动力学试验装备的先例。复现风洞理论和技术解决了困扰高超声速地面试验六十年的世界难题，实现了风洞试验状态从流动“模拟”到“复现”的跨越，引领了国际先进风洞实验技术的发展。2