世界最高速风洞 中国风洞秒速达12公里

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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，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。下面就跟作者一起具体看看最高速风洞等相关内容。

最高速风洞

北京时间11月19日，根据香港媒体报道，目前中国正在修建世界上最高速的风洞，以满足于中国高超音速武器研发项目的急迫需求。据悉，此风洞可以模拟每秒秒速达12公里的高超音速飞行条件。知道吗，从中国这里飞到美国西海岸，用这种高超音速飞行器的话仅需要14分钟。

根据负责建设风洞的科学家赵伟介绍，因为目前中国急需有能满足于高超音速武器的研发项目，因此科研人员的目标是在2020年的时候能够顺利建造完成这个设备，并且能够顺利运行。这种风洞可以复现出高超音速飞行的环境，能让人在地面上就发现相关问题，从而减少高超音速飞行器试飞失败的风险，对于推动高超音速技术的工程应用有种重大意义。

目前，全球拥有最先进高超音速风洞的是美国，他们的LENS-X设备，其速度达到每秒10公里，是音速的30倍。在2011年美国测试一架名为HTV-2的无人飞行器时，其速度可以达到20马赫，只不过高超音速飞行的状态只持续了几分钟，就坠入了太平洋。而高超音速飞行器定的标准是其飞行速度可以达到五倍音速以上的飞行器。

而中国在今年三月的时候，进行了针对高超音速滑翔飞行器WU-14（也被称为DF-ZF）的第7次测试，其速度在5马赫到10马赫之间。目前很多国家都开始了关于高超音速飞行器的样机制作，包括俄罗斯、印度和澳大利亚等国家，据悉高超音速飞行器的制作出来之后可以用于发射导弹，并可携带核武器。因此被各国重视，目前美国和中国已经开始了高超音速竞赛。

北京航空航天大学教授吴大方告诉记者，修建的这个世界上最高速的风洞将会是世界上最强大和先进的高超音速飞行器地面测试设施之一，它的功能是非常值得期待的。

吴大方曾在2013年发明了高超音速飞行器的隔热材料因此获得了国家级奖项，他还参与了高超音速巡航导弹、近空飞行器、高速无人机和其他可用于人民解放军的武器的研发，他表示，中国之所以拥有多个高超音速风洞，是为了确保高超音速武器测试的高成功率。

风洞历史

世界上公认的第一个风洞是英国人韦纳姆(E.Mariotte)于1869～1871年建成，并测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。它是一个两端开口的木箱，截面45.7厘米×45.7厘米，长3.05米。美国的O.莱特和W.莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力飞行之前，于1900年建造了一个风洞，截面40.6厘米×40.6厘米，长1.8米，气流速度40～56.3千米/小时。1901年莱特兄弟又建造了风速12米/秒的风洞，为他们的飞机进行有关的实验测试。

风洞的大量出现是在20世纪中叶。到目前为止，中国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞。

风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具。它的产生和发展是同航空航天科学的发展紧密相关的。风洞广泛用于研究空气动力学的基本规律，以验证和发展有关理论，并直接为各种飞行器的研制服务，通过风洞实验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。现代飞行器的设计对风洞的依赖性很大。例如50年代美国B-52型轰炸机的研制，曾进行了约10000小时的风洞实验，而80年代第一架航天飞机的研制则进行了约100000小时的风洞实验。

设计新的飞行器必须经过风洞实验。风洞中的气流需要有不同的流速和不同的密度，甚至不同的温度，才能模拟各种飞行器的真实飞行状态。风洞中的气流速度一般用实验气流的马赫数(M数)来衡量。风洞一般根据流速的范围分类：M<0.3的风洞称为低速风洞，这时气流中的空气密度几乎无变化；在0.3<M<0.8范围内的风洞称为亚音速风洞，这时气流的密度在流动中已有所变化；0.8<M<1.2范围内的风洞称为跨音速风洞；1.2<M<5范围内的风洞称为超音速风洞；M≥5的风洞称为高超音速风洞。风洞也可按用途、结构型式、实验时间等分类。

因为风洞的控制性佳，可重复性高，现今风洞广泛用于汽车空气动力学和风工程的测试，譬如结构物的风力荷载和振动、建筑物通风、空气污染、风力发电、环境风场、复杂地形中的流况、防风设施的功效等。这些问题皆可以利用几何相似的原理，将地形、地物以缩尺模型放置于风洞中，再以仪器量测模型所受之风力或风速。一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近，故风洞实验是研究许多风工程问题最常用的方法。风洞实验数据亦可用来验证数值模型的有效性，找到较佳的模式参数。

全世界的风洞总数已达千余座，最大的低速风洞是美国国家航空航天局艾姆斯中心的国家全尺寸设备(NFSF)，实验段尺寸为24.4×36.6米2,足以实验一架完整的真飞机；雷诺数最高的大型跨音速风洞是美国兰利中心的国家跨音速设备(NTF)，它是一座实验段尺寸为2.5×2.5米2的低温风洞，采用了喷注液氮的技术，用以降低实验气体温度，从而使风洞实验的雷诺数达到或接近飞行器的实际飞行值。现代最大的高马赫数、高雷诺数气体活塞式风洞还配有先进的测量显示仪器和数据采集处理系统。风洞的发展趋势是进一步增加风洞的模拟能力和提高流场品质，消除跨音速下的洞壁干扰，发展自修正风洞。