来盖一栋科技楼吧

商水

这个实验台是什么原理？

火烈

商水 发表于 2014-1-17 17:25
这个实验台是什么原理？

轮轴测试系统，主要是轴速和振颤实验，与风阻无关。风阻要用风洞。回头介绍一下中国的风洞，也是世界最牛逼的。

火烈

五、世界唯一的JF12超高音速激波风洞（1）

      “据我所知，这个设备是世界唯一的，不仅在于它产生的流场区域大、气流速度高、试验时间长，更重要的是应用了最独特的爆轰驱动技术，克服了自由活塞驱动技术的弱点，是在俞先生的指导下由你们研究所发展起来的。你们将为获得的可靠的高超声速试验数据感到骄傲。”这是国际著名激波管技术专家、国际激波研究院创始人高山和喜教授对JF12复现高超声速飞行条件激波风洞的赞誉。
     “JF12激波风洞从概念、设计、加工、安装、调试、性能试验到现场测试，历时4年。项目组几多坎坷，几多艰辛，终于不辱使命，完成任务！”这是中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任、国家重大科研装备研制项目组负责人姜宗林近日在JF12风洞验收通过后的感慨。
       高山和喜提到的“俞先生”，是“两弹一星”元勋郭永怀的学生、中科院院士俞鸿儒，激波风洞爆轰驱动技术的创始人。JF12风洞项目于2008年1月启动，是财政部和中科院共同支持的8个重大科研装备研制项目之一。此举被认为是落实《国家中长期科学技术发展规划纲要（2006—2020年）》的重要措施，其使命是通过自主创新模式，探索发展重大先进科研装备的途径，以切实改变我国科研仪器大部分依赖进口和仿制的局面。
        5月14日，中科院组织权威专家对JF12风洞进行验收。专家委员会一致认为，该项目面向国家重大科技项目和学科基础研究需求，利用中科院力学所独创的反向爆轰驱动方法及一系列激波风洞创新技术，研制成功了国际首座可复现25—40公里高空、马赫数5—9飞行条件、喷管出口直径2.5米/1.5米、试验气体为洁净空气、试验时间超过100毫秒的超大型高超声速激波风洞，整体性能处于国际领先水平。该风洞具有高超声速飞行器试验的地面复现能力，为我国重大工程项目的关键技术突破和高温气体动力学基础研究提供了不可替代的试验手段。


   姜宗林告诉记者，民用飞机的飞行速度一般为Ma0.8（即马赫数0.8）以下的亚声速（一个马赫数是一倍声速）。高超声速指飞行器达到Ma5以上的飞行速度，Ma7则意味着从北京到纽约的时间将由现在的14小时缩短到2小时。
        姜宗林说，高超声速科技是航空航天领域的高新技术，关系到国家安全和国际战略格局，是世界各个航空航天大国竞相研究的热点，而高超声速飞行器的研发离不开风洞这个摇篮。
       在北京市怀柔区一栋长条形的灰色建筑内，记者得以一睹被国际同行称作“Hyper-Dragon”（超级巨龙）的JF12风洞的威颜——她的主体是一根架起来半人多高、金属质地的长管子，265米的身长居世界激波风洞长度之首。姜宗林说，做出这个相貌平平的管子并不容易，项目组首创了超高压、大口径合金钢管设计技术和超高压爆轰段夹膜机设计技术，并与北方重工合作突破了高强度合金钢管大口径深孔加工技术。JF12激波风洞的研制推动了我国重大科研装备的设计与加工技术的发展。
      近日，中国空气动力学学会前理事长、著名空气动力学家张涵信院士参观JF12激波风洞，并在留言簿上写下感言：“创新理论，成功实践，中国制造，世界领先”。JF12风洞的研制依据我国独创的爆轰驱动方法，并进一步发展了一系列的自主创新技术，开启了我国大型气动实验装备建设由仿制到创新研制的新纪元。

火烈

五、世界唯一的JF12超高音速激波风洞（2）



　一架飞行器上天之前，需要在风洞里进行几千上万次的吹风试验

　　在北京市郊的雁栖湖畔，有一栋长条形的灰色建筑，这是钱学森工程科学实验基地的空天飞行器实验室。建筑中有一条265米长的巨大管道，这是“JF12复现高超声速飞行条件激波风洞”。

　　风洞，是先进飞行器的摇篮。它通过人工产生并控制气流来模拟飞行器周围气体的流动，提供飞行器设计需要的基础数据，是进行空气动力试验最常用、最有效的工具。相对于后期的飞行实验，风洞提供了飞行器研发前期一个高效、方便、经济的试验手段。一架先进飞行器在上天之前，需要在风洞里做上几千上万次的吹风试验。JF12则是首个具有中国人独立知识产权，其技术指标目前在国际上也是最先进的高超声速风洞。

　　高超声速飞行器有着诱人的前景：如果用于航天，未来的空间飞行器将可重复使用，届时太空天地往返费用将降至目前的千分之一；如果用于航空，目前的超声速飞机将被高超声速飞机所替代，这种飞行器超过5倍声速，两小时内可全球到达。

　　“要突破吸气式高超声速空间飞行器的关键技术，需要大量地面实验，风洞气流要满足马赫数8（即8倍声速）以上速度，而且兼有大尺度和模拟发动机燃烧的一体化实验能力。”中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任、JF12风洞研发团队负责人姜宗林研究员说，“JF12就具备了这样的能力。”

　　JF12激波风洞项目于2008年1月启动，是财政部和中国科学院共同支持的8个国家重大科研装备研制项目之一，于2012年5月顺利通过验收。

　　JF12性能优越，可复现25―40公里高空、5到9倍声速的高超声速飞行条件。模拟带发动机工作的高超声速一体化试验需要的测试时间至少是几十毫秒，国外的相关风洞大约只能做到30毫秒，而JF12能达到100毫秒试验时间。JF12喷管出口直径可达2.5米，试验舱直径3.5米，都明显优于国外同类风洞。

　　“我们的性价比也很高。”姜宗林说，美国有一个指标相类的风洞，不仅试验时间远不及JF12，每次试验成本也远远高于JF12。

　　4年多时间，4600万元经费，就建成了这样一个国际领先的超大型试验装备，简直就是一个奇迹。但这个奇迹并不意外，因为它是在研发团队对氢氧爆轰现象研究50年积累、对爆轰驱动激波风洞应用技术15年探索的基础上取得的。最早的团队负责人俞鸿儒院士如今已85岁高龄。

　　JF12是一个典型的自主创新的实验设备：它以新颖的反向爆轰驱动方法为核心，这是中国风洞独有的创意。它集成了五大关键创新技术，从设计、加工、建造到调试都是中国人亲力亲为。研究和施工人员用盒饭支撑了两年的安装调试，取得“一次安装到位、一次调试成功、一次验收合格、一次获得试验结果”的漂亮答卷！

　　“有几多问题，就有几多创意，办法总比困难多！”姜宗林自豪地说，“科学家探索未知，工程师创造将来。对于JF12研制，团队两者都做了。”

火烈

【环球网综合报道】美国华盛顿自由灯塔报网站1月13日刊发消息称，美国五角大楼官员提到，1月9日，中国在其境内进行了一次高超音速导弹“武器”试验，这种导弹将被用于突防美国的导弹防御系统。一位不愿意透漏姓名的美国官员称，这种试验飞行器已经被五角大楼暂时命名为WU-14，该飞行器是一种新型高超音速武器。美媒称，这款高超声速飞行器标志着中国新型战略核武器和常规导弹发展计划又迈出了重要一步。据称，这种高超音速飞行器可能被安装在一种由洲际导弹改造的运载火箭中，从地面发射后，与火箭助推器分离，然后再入大气层进行无动力高速飞行，据称，其速度高达马赫数10（也就是音速的10倍）。
据悉，美国的HTV-2高超音速飞行器在2010年和2011年的两次实验，先后因为飞控和激波扰动的问题，在滑行阶段达到马赫数20之后就失控坠毁了。外界普遍认为，俄罗斯在2005至2009年之间也进行过高超音速武器试验，具体不详。

商水

风洞建设很难么？感觉不难吧？

商水

是测试数据的积累难吧？

火烈

风洞绝对是超超难的尖端技术，这是工业的基础能力，中国的风洞群让全世界的工业国家都羡慕嫉妒恨。

火烈

钱学森弹道——中国着名的科学家钱学森提出的一种导弹复合弹道，即所谓“弹道——滑翔”式弹道。这种导弹将弹道式轨迹与滑翔式轨迹合二为一，导弹先以弹道方式发射并再入大气层，进入大气层后导弹再采用滑翔轨迹飞行。

　　首先它使导弹的落点变得难以预测，给敌方拦截带来极大的困难。传统的弹道导弹落点很容易被确定，但是导弹再入大层后再加上个滑翔轨迹对方就很难或者无法确定导弹落点，这样敌方的拦截成功的概率就很低。
　　
　　其次可以提高导弹的射程。由于弹道导弹以很高的速度再入大气层，因此只要采用适当的升力体结构导弹在很高的大气层顶部就可以滑翔，并能达到很远的距离，理论上采用再入滑翔模式飞行的弹道导弹射程可以增加一倍。





　　另外复合型弹道可以选择多种角度与方式打击目标。比如为了侵彻某些高加固目标导弹可以采用90度俯冲攻击；为了打击某些山后背弹面目标，导弹可以通过侧后滑翔回转的方式攻击；对于某些水面目标导弹可以通过较为平直的轨迹接近并攻击舰艇的水线部分。
　　
　　弹道导弹采用弹道滑-翔式轨迹虽然优点大，但是难度也大。

　　难度之一在于导弹的升力体设计。正常的弹道导弹头部就是个圆锥体，这种结构不利于导弹的长距离滑翔。要采用再入滑翔弹道，导弹或弹头就必须采用升力体设计，其设难度相对较大。
　　
　　难度之二在于导弹的制导控制系统。由于导弹采用弹道-滑翔轨迹其飞行时间与距离被延长，惯性导航的误差将会加大。如果飞行过程中采用多次拉起跃升模式误差就更大。因此需要导弹有很高的制导精度，或者修正制导（比如卫星导弹、星光制导等等）。

　　难度之三在于导弹的防热技术。传统的中短程弹道式导弹对防热要求一般，因为弹道再入飞行的距离和时间很短，但是滑翔飞行导弹在大气层中的飞行时间延长很多，对导弹的防热技术也提出了更高的要求。
　　
　　正是基于以上原因，虽然弹道-滑翔式导弹概念提出几十年，目前各国基本都是处于研究试验创断。例如俄国在几年前抛出了一个恐吓美国的新型战略武器，说这种战略导弹落点无法预测，也无法拦截。其实就是SS27白杨弹道导弹的一种弹道-滑翔式型号。其方案就是将一种升力体结构弹头取代现在的圆锥弹头，导弹可以在射向美国的过程中可多次跳跃式前进，让美国无法预测其落点。

　　美国也在搞弹道-滑翔式导弹。比如美国推出的全球快速打击规划中，就以“标准”三级防空导弹为基础发展一种对地攻击导弹，这种导弹弹头重90公斤，射程却高达3600公里：先以弹道式轨迹将弹头发射到2000公里之外，之后弹头再高速滑翔1000多公里。

　　在国外积极研发此类导弹之时，中国现在公开展示M20导弹的内涵很深刻：这既突出地表明中国对此新技术的高度重视，也间接证实弹道-滑翔技术已在中国多种导弹上接近实际应用。因为依中国一向低调的风格，能将近程M20导弹公开那中远距导弹也已基本具备了相似能力。
　　
　　一旦中国将弹道-滑翔式技术大规模应用，将极大提升中国战略导弹的家族的威慑力与打击力。

　　原来射程只有590公里的DF15将会通过跳跃、滑翔方式将射程提升到1200-1500公里，完全可以攻击日本本土及东南亚目标；而射程1800公里左右的DF21射程将会提升到3600-4000公里，可以将关岛甚至印度洋的美军基地纳入攻击范围。DF31战略导弹的射程也会更大的提高，具备到全球战略攻击能力；同时由于这些导弹采用了再入变轨与跳跃技术，敌方的拦截将会变得极其艰难。

       中国可以根据这一新型技术发开一系列新型导弹。比如中国可以开发和美国相仿的轻型战区打快成打击导弹，即以现有的远程防空导弹为基础，开发出射程在3000-4000公里之间的弹道—滑翔式导弹；另外中国也可以开发全新的超轻型洲际导弹，即这种弹道导弹的初始弹道射程可以限定在4000-6000公里，但是可以通过中段多次跳跃式增程将导弹的射程增加至10000公里以上。这样设计的洲际导弹重量与体积将非常小，会极大提高导弹的机动能力和隐蔽能力，同时也能大大提升导弹的突防能力。

商水

火烈 发表于 2014-1-19 11:08
风洞绝对是超超难的尖端技术，这是工业的基础能力，中国的风洞群让全世界的工业国家都羡慕嫉妒恨。

是嘛？