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JF12激波风洞开启我国大型气动实验装备建设新纪元

       科技这十年
       “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。

       这些专业术语和数据意味着什么?
       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。