每日新闻网
网站首页 每日要闻要闻快讯纪实现场专题报道社会热点就案说法海疆之声 成为会员
每日地方诗坛荟萃焦点网谈生态环境热点追踪群众来信乡村振兴企业风采监督与法名人字画人物·访谈关注民生人民视点文化·旅游科技前沿快闪中国深度观察名医·健康关于我们免责声明联系我们 人员查询
  • 浙江
  • 新疆
  • 内蒙古
  • 吉林
  • 重庆
  • 辽宁
  • 贵州
  • 四川
  • 海南
  • 云南
  • 福建
  • 台湾
  • 江西
  • 湖南
  • 湖北
  • 河南
  • 广西
  • 江苏
  • 安徽
  • 山东
  • 青海
  • 甘肃
  • 陕西
  • 山西
  • 河北
  • 黑龙江
  • 天津
  • 上海
  • 北京
  • 广东
  • 宁夏
  • 西藏
每日新闻网 > 科技前沿 > 高超音速风洞:先进飞行器“摇篮”

高超音速风洞:先进飞行器“摇篮”

来源:中国青年网 | 时间:2024-12-24 15:52:32 | 点击:974

风洞试验对于飞行器的研制至关重要,可以说风洞是各类飞行器的“摇篮”。高超音速飞行器的飞行速度超过5马赫,突防能力强,被称为“大国利器”。要设计高超音速飞行器,需要气动力、气动热等关键数据作为支撑,风洞试验就是这些数据的主要来源。

美国国家航空航天局下属格伦研究中心的高超音速风洞。

2024年11月,美国圣母大学宣称“研制出国际首座气流速度超过10马赫的静音风洞,将用于支撑美国高超音速飞行器等先进武器装备研究”,并举行设备启动仪式。据悉,该风洞的研制获得了美国国防部和美国空军的支持。

大国竞相研发

风洞是依据相对运动原理和一定的相似准则,在地面以人工方式制造高速气流,使其流过飞行器模型,据此开展实验测试的管道状设备。风洞种类繁多,按照不同气流流向、气流速度、实验时间、功能用途和形状尺寸等,可以分为不同类型。其中,根据试验段气流速度(马赫数)范围划分风洞,马赫数小于0.3的风洞为低速风洞;大于0.3小于0.8的为亚音速风洞;大于0.8小于1.2的为跨音速风洞;大于1.2小于5的为超音速风洞;大于5的为高超音速风洞。

高超音速风洞专门用于模拟高超音速飞行条件,对航天飞行器、中程弹道导弹、运载火箭等高超音速飞行器进行测试,确保后者在实际使用中具备较高的可靠性和优良性能。按照运行时长不同,高超音速风洞又分为脉冲式和暂冲式两种,脉冲式风洞的稳定运行时长一般为毫秒量级,暂冲式风洞的运行时长在数秒至数十分钟。另外,高超音速风洞运行时需要通过一定途径使气体温度升高,确保气流在试验段不会发生冷凝。通常,高温高压气体经过收缩扩张型喷管膨胀加速到高超音速。

从发现新现象、研究流动机理,到提供飞行器设计所需的气动力、气动热等数据,高超音速风洞试验至关重要,一些国家为此建立了多型高超音速风洞设备。

美国是当今世界上拥有高超音速风洞最多的国家之一,美国国家航空航天局下属机构、国防部下属机构和一些商业机构都建有数量众多的高超音速风洞。在过去60多年间,美国高超音速风洞在其高超音速计划中发挥了重要作用。例如,美国航天飞机计划先后进行了700多项地面模拟试验,试验总时长达7万多小时;X-43A、X-51A等高超音速验证机试飞也与大量地面试验密不可分。俄罗斯也建有多型风洞设备,主要集中在俄罗斯中央流体动力研究院、中央机械研究院等单位。

几处典型风洞

美国空军阿诺德工程发展中心9号风洞,主要用于临近空间高超音速飞行器和跨大气层飞行器的气动力地面试验。其气流速度在6至14马赫之间,喷管口径1.5米,运行时长为0.5至15秒,2016年升级改造后气流速度可达18马赫。美国航空航天局下属格伦研究中心的HTF高超音速风洞,能够模拟5至7马赫的高超音速气流。

日本国家航天实验中心(角田)HIEST风洞是一座激波风洞,具备喷管口径大、试验时间长等特点。该风洞的最高总压达150兆帕,喷管口径0.8米,稳定试验时长在2毫秒以上,可模拟的气流速度范围为8至16马赫。

俄罗斯中央机械研究院U-12风洞,可模拟的气流速度为2至20马赫,可按照常规激波管方式运行,在激波管中产生强激波,强激波将试验气体加热到高温状态,也可按照下吹风洞方式运行,但试验时间较短。

未来发展趋势

随着航空航天、军事等领域对高超音速飞行器的性能要求不断提高,高超音速风洞的技术指标也不断提升。这包括提高风洞的实验段马赫数范围、气流温度和压力等参数,以模拟更为真实的高超音速飞行环境。同时,这也对风洞的流场品质、测量精度等提出更高要求,以满足更精确的实验需求。

从目前的技术发展看,静音风洞是未来高超音速风洞的发展趋势之一。静音风洞能够模拟出逼真的高超音速飞行环境,提高实验数据的可信度。不过,静音风洞的发展也面临诸多挑战,包括高昂的建设和运行费用、技术难题等。各航空航天大国都将静音风洞列为重要发展方向之一,美国圣母大学风洞即为一型静音风洞。

■冈敦殿

责任编辑:任洁


【作者:】

文章评论
评论
全部评论
更多推荐

全球首艘漂浮式动力定位养殖平台“湛江湾1号”顺利迎来首次捕捞

 全球首艘漂浮式动力定位养殖平台“湛江湾1号”自去年交付后,于2026年1月投放鱼苗约38万斤,6月18日首批养殖赤嘴鮸顺利起捕。  得益于深远海的优良水质条件和精益养殖,首批赤嘴鮸整体长势良好,鱼体饱满、游姿稳健、反应...

解码“硬科技”里的“硬实力” 遥感能力拓展从“看到图像”向“识别信息”升级

央视网消息:2026年以来,我国商业航天继续保持高密度发射节奏,本月已成功完成9次发射,将多类型载荷送入太空。当前,我国商业遥感卫星技术能力不断迭代,光学、雷达、高光谱 等多条技术路径齐头并进,星座组网规模持续扩大,一批...

美货运“龙”飞船携科研样品返回地球

△美国太空探索技术公司(资料图)  美国太空探索技术公司的货运“龙”飞船携带大量科研物资和设备返回地球,17日溅落在美加利福尼亚州附近海域。  据美国航空航天局介绍,“龙”飞船于美国东部时间16日12时25分许(北京时间...

快舟十一号遥十三运载火箭发射成功

 北京时间2026年6月17日11时58分,快舟十一号遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空,将微厘空间05组卫星送入预定轨道,飞行试验任务取得成功。  此次任务是快舟十一号运载火箭的第6次飞行。  (总台央视记者 杨...

德国拟斥资160亿欧元用于无人机防御

△当地时间16日,德国国防部长皮斯托里乌斯在视察德国北部一座空军基地  德国国防部长皮斯托里乌斯16日说,德国计划投资约160亿欧元,用于提升联邦国防军的无人机防御能力,以及加快在各军种内组建反制无人机攻击的快速反应部队...

我科学家揭开深海水虱“超强耐饿”之谜

【瞧!我们的前沿科技】   光明日报青岛6月16日电(记者刘艳杰)深海水虱是一种生活在深海的巨型甲壳动物,在缺乏稳定食物供给的情况下可存活五年之久。这一惊人的“耐饥饿”能力一直是深海寡营养环境适应生物学研究领域的未解之谜...

我国成功发射实践三十一号卫星

 6月16日17时45分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将实践三十一号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。  实践三十一号卫星主要用于空间环境探测。  这次任务是长征系列运载火箭...

“影视艺术+数智技术”加速跑 人工智能在影视全流程创新应用持续拓展

 央视网消息:第28届上海国际电影节高度聚焦影视技术的前沿趋势,通过科技创制单元发布了多项产业成果和生态共建项目,推动“影视艺术+数智技术”的双向赋能。  电影节期间,上海科技影都围绕AI创制、互动短剧、版权交易、产业融...

中国“纯硅”成功突破!我国攻克硅基量子芯片关键材料

记者今天(15日)从中核集团了解到,我国科学家在稳定同位素富集领域取得关键性突破,首次成功实现丰度超过99.99%的硅-28同位素自主量产,产品关键指标达国际先进水平。标志着我国在构建自主可控、协同高效的稳定同位素产业格...

我国首批自研海洋工程柔性智能焊接机器人投用

新华社天津6月14日电(记者梁姊)海洋石油工程股份有限公司14日发布消息,我国首批自主研发海洋工程柔性制造智能焊接机器人设备系统在天津投用,为海洋能源领域新质生产力培育提供装备支撑。  此设备系统于去年8月完成集成,随后...

2024
12/24
15:52
浏览量: 974
大字号
分享
今日热点
全球首艘漂浮式动力定位养殖平台“湛江湾1号”顺利迎来首次捕捞

全球首艘漂浮式动力定位养殖平台“湛江湾1号”顺利迎来首次捕捞

快舟十一号遥十三运载火箭发射成功

快舟十一号遥十三运载火箭发射成功

德国拟斥资160亿欧元用于无人机防御

德国拟斥资160亿欧元用于无人机防御

我国成功发射实践三十一号卫星

我国成功发射实践三十一号卫星

“影视艺术+数智技术”加速跑 人工智能在影视全流程创新应用持续拓展

“影视艺术+数智技术”加速跑 人工智能在影视全流程创新应用持续拓展



友情链接

  • 人民网
  • 海彊之声
  • 小红书
  • 中国长安网
  • 海外网
  • 中国警察网
  • 中国经济网
  • 中国老区网
  • 新华网
  • 中国台湾网
  • 中国政府网
  • 中国经济网
  • 中国新闻网
  • 每日新闻网
  • 光明网
  • 央视网
  • 法制网
  • 中国青年网
  • 求是网
  • 关于我们         联系我们         免责声明         人员查询

    • 扫码看全网内容

    地址:北京石景山区古城南街9号院绿地环球文化城6号楼18层1828 联系电话:电话/传真010-88117470 010–52463177 18611141167(微信同号)邮箱1026329972@qq.com (每日新闻)
    网站备案/许可证工信部:京ICP备工信部:2025111695号-5 京公网安备11010702003049号
    每日新闻网https://www.mrxww.com.cn/提供最新国内外新闻及新闻资讯
    每日新闻网秉承“新闻视野、文化视角、思想深度、理论高度、脚踏实地”的理念,运用互联网的快速传播技术和丰富的移动链接平台,一贯正确引导社会思想意识,传播优秀文化,凝聚民族精神,彰显快速展示网络舆论的优势。