作为航空航天和飞机设计研发的关键环节,风洞试验实验室具有重要意义。
清代出现了人类历史上最早使用风洞的记录。当时清代官方工匠机械制造的风车,是通过空气流动的实验,设计出最适合风车叶片的形状和尺寸。
由于风洞试验实验室的发展,燃烧引擎的火花塞、客机的机翼和导航系统等都得益于此。
风洞试验实验室的先进程度不仅代表了一个国家在军事研究领域的实力,也直接关系到国家的军事实力和国防安全。
风洞测试环境主要分为三个参数,即密度、温度和压力,而风洞测试是通过人工控制这三个参数来模拟各种飞行环境。
人类通过不断完善风洞试验实验室的设备,实现了对高速气流环境的模拟。
曾经有一篇关于美国TIME杂志的报道说,中国的风洞试验能力是世界第一。
那中美俄在风洞试验中又是如何发展的呢?
我们国家的实验室又有多强?
在军事工业方面,美国的研究与发展也早已开始。
第二次世界大战期间,美国作为当时世界上的超级大国,其军事实力也如火如荼。
那时,美国曾经做过世界上最大的风洞实验室,这个风洞实验室叫NASA。
这个风洞实验室有一个巨大的风扇,当时这个风扇使用的是液态氢燃料,是当时美国最大的投资项目。
此外,这个风洞实验室是一系列排列成马形状的喷气发动机,由人工制造。实验者将其安装在实验飞机的机翼上,然后通过水冷带喷出,从而模拟飞往约旦的喷气飞机。
但是,这种实验环境并不能很好地模拟真实的飞行状态,而且当时人工技术也很难保证喷气量的精度,所以这一实验往往存在问题。
但这个风洞实验室的投资与建设本身就是一个很大的成就。
NASA风洞实验室主要用于探测宇宙的深空环境,如太阳系边缘的星际空间等。这个风洞实验室很难作为飞机飞行空间,只能用来模拟宇宙的深空环境。
尽管中国的风洞试验实验室已超过NASA,但美国仍是世界上风洞试验实验室最多的国家。
其中,有一个专门用于50000-70000英尺高空飞行环境的风洞实验室,可以模拟20马赫的飞行速度。这个风洞实验室也是目前美国飞行速度最快的风洞实验设备。
德国汉堡风洞是世界上第一个风洞实验设备,建于1909年。
它是世界上第一台能够对飞机模型进行风阻试验的风洞试验设备。
但是,德国在二战期间并没有充分利用这一优势,德国在航空战中输给了盟军。
在二战时期,俄罗斯的科技实力并不强。
然而,战后,俄罗斯大力发展其国内航天部门,并建造了许多风洞试验实验室来研究航天器。
在这些实验中,最著名的是俄罗斯的T128风洞实验室,它可以模拟高达20马赫的飞行速度。
一九八六年,苏联的Burane飞船通过这个风洞试验实验室的模拟,成功地进入了外层大气圈。
当时苏联刚刚解体,这个风洞实验室一度被废弃。1995年,俄罗斯从美国引进了一套新的风洞实验系统,以进一步研究飞船的外部大气圈飞行。
该系统由俄罗斯和美国工程师共同研究和改进,可模拟25000-50000英尺的高空环境,飞行速度最高可达20马赫,该系统安装在一个巨大的沙丘上。
尽管俄罗斯有大量的风洞试验实验室,但它们都是老式的风洞试验设备,只有T128风洞试验才能模拟20马赫的飞行速度。
尽管中国的风洞试验实验室建设时间不长,但近年来实力暴涨,迅速超过了美国、俄罗斯等老牌国家。
我们国家的风洞试验实验室已有60多年的历史。
那时,中国在建立风洞试验实验室时,并非从零开始,而是从苏联引进了一套试验装置,并在此基础上进行了改进。
那时候这个系统主要用于国产飞机的研究,所以模拟速度不高,只能模拟小于1马赫的飞行速度。
从那以后,我们国家在航空领域的发展进程一直缓慢。
然而,改革开放以来,中国在航空领域的投资不断增加,不仅增加了对民用飞机的投资,也增加了对军用飞机的投资。
我国军方决定对风洞试验实验室进行改造,以开发新型战斗机,这也是我国风洞试验实验室真正进入高速时代的起点。
经过七年的努力,我国的风洞试验实验室终于进入了一个新的阶段。
新建的风洞试验实验室是一个由巨型冷却储气罐供气的风洞,可模拟飞行速度高达30马赫的飞机。
这个风洞试验实验室的速度堪比美国NASA风洞试验实验室,在风洞试验领域,速度并非人们考虑的唯一条件。
实验者在进行风洞试验时,也要调整气流,使其能尽可能接近飞行时的真实环境。
调节气流需要调节风洞实验室的风压,使其尽可能符合飞机的形状。然而,美国风洞实验室的风压只有1万帕,而中国风洞实验室的风压已经达到了2万帕。
中国的风洞试验室不仅可以测试飞行速度,还可以测试飞机在不同声压下的稳定性,这也是世界上最强的风洞试验室。
而且,这个速度还没有结束。目前,中国正在开发一种风洞试验设备,可以模拟35马赫的高速气流环境。预计三年后,这种风洞试验设备将投入使用,中国的风洞试验能力将通过上一段楼梯来实现。
空军战备研发中,风洞试验实验室至关重要。
目前,美国的最高速度是30马赫,而中国已经实现了30马赫的飞机测试,这表明中国的风洞测试能力被业界公认为世界第一。
评论列表 (0条)