白癜风怎么治疗 http://www.bdfyy999.com/综述
你可以不知道风洞是什么,但你得清楚它对于航天航空事业的发展,起着至关重要的作用。
而如今中国制造却成功打破了世界的风洞记录,达到了33音速,成为了该行业的尖端制造过,那你知道这种风洞有什么用处,又意味着什么吗?
风洞
随着航天和航空事业的发展,精进飞行器则显得尤为重要,为了模拟面对各种气流环境以及变化时,飞行器的飞行状态,风洞就这样诞生了。
所谓风洞顾名思义,便是一种能够产生和控制气流的装置,根据用途上分类,风洞又可以分为、航空风洞、汽车风洞等,根据气流速度来分,又可以分为低速风洞、高速风洞、亚音速风洞等。
发展到如今,他已经成为飞行器研制过程中必不可少的一环。而一架飞行器在上天试飞之前,大概要在风洞之中进行成千上万次的实验。也就是说,越是想要制造尖端的飞行器,对风洞的要求也就越高。
尤其像是各类超音速的飞行器,它们在飞行的过程中,不仅仅会遇到空气的升力和气流的阻力,还会产生激波,并且随着速度的不断增大,激波也会变得愈加尖锐。
因此我们常常可以看到,那些超音速的飞行器,甚至连外形上都与普通的飞机有很大的区别。它们的机翼并非平直展开的,而是呈现三角形甚至箭形,充满了科技感,当然它们不仅为了美观,同样还是是解决激波的重要一环。
除了激波以外,高速飞行的飞行器会遇到的困难比我们想象中要大许多。
首先由于气流摩擦,会形成剧烈的高温,甚至达到两千度以上,在这个环境下,空气分子还会产生一系列电离、化合等极其复杂的反应,并且高空与低空的大气环境无论是密度还是成分都由于很大的区别。
综上种种,仅凭计算机模拟加上理论根本达不到完全还原的程度,因此最佳的办法便是制造高速的风洞环境进行最直观的实验,足以可见这种尖端设备的重要性。
从而各国都在争相发展相应的技术,甚至有报道对此装备这样评价
这个尖端的科技未来可能造成的影响意义深远,它孕育出的一系列装备可能会使美军的导弹防御计划成为废纸,会让美军多年来数千亿美元的投入打水漂。
风洞的研发和成果
不过风洞的研发也并非如此简单,早在上个世纪末,国外就已经制造除了大型超音速风洞,然而这种风洞仅仅运行几十秒,所需要的电量却极大,甚至还会影响到附近城市居民的正常用电,对于当时的中国来说,便更不可能了。
因此钱学森便提出,可以走短脉冲风洞的道路,事实证明这个建议很中肯,例如17年,我国研发的JF12复现高音速激波风洞,就是短脉冲风洞的一种。
这是一种利用激波压缩空气,再利用定长膨胀产生高速气流的风洞。
而如今,世界上最大的高焓风洞就在我国四川绵阳,它产生的激波风洞达到了33马赫,完全满足测试11.5公里的秒速的条件。
值得一提的是,这项壮举的诞生,澳大利亚也贡献了力量,其中所用到的最核心的飞行技术——自由活塞驱动激波风洞,便来自于澳大利亚。
在这样的硬件设备之下,就连航天探测器、航天飞船的气流模拟都不在话下。
要知道,脱离地球引力所需要的第二宇宙速度也不过11.2公里每秒,这不禁让我们产生联想,研发这个风洞莫非是想建造歼星舰吗?
超高音速风洞的用处
我们都知道,随着如今航天事业的不断发展,在其上耗费的资金也越来越多,其主要原因,涉及到方方面面。
要知道,随着航天制造理论的不断成熟,更多的资金都投入了生产以及材料上,举例来说,一艘运货飞船的制作成本大约为3.5亿元,而载人飞船的成本更是达到了8.5。而往往这些飞船执行任务过后便很难再回收利用了,因此为了航天事业的长足发展,有必要压缩成本。
那么如何压缩呢?
要知道,飞船返航的时候,有两种方式,一种是先减速到第一宇宙速度后,再进行返航,另一种则是直接以第二宇宙速度返回。
很明显,第二种更省燃料,只不过这种方案风险很大,地球的引力还会给飞船施加一个新的速度,不仅会造成危险,并且还会让宇航员产生生理上的不适,所以要想解决所有问题,对于轨迹的选择将会非常严格。
但倘若能够利用激波风洞对飞船进行不断测试,得到一个完美的水漂弹轨迹,从而实现第二种返航方式,这样航天的成本至少可以减少高达90%。这无疑是一种突破性的成就。
结语
中科院力学所研究员、怀柔激波风洞项目负责人姜宗林曾说过:只有把你的研究跟国家需求结合起来,它才有高度,只有把你的研究跟民族的需求结合起来,你才有长度。
随着人类航天技术水平的提高,对于航天部设备的测试环境的要求只会越来越高。
而J22的出世对于我国来说无疑是个天大的好消息,这不仅彰显了我国在相关领域发展的速度之快,也有利于我国航空和航天技术的飞跃发展。