國之重器！風洞是什么？到底有多重要？我國如今已經(jīng)領先世界

又一大國重器通過驗收，祖國厲害了！根據(jù)報道，JF-22超高速風洞，作為全世界最先進的風洞之一，將幫助我國航空航天技術(shù)的發(fā)展走上新的巔峰！

所謂的風洞，全稱叫風洞實驗室，其實和大家通過字面含義理解的差不多，就是人造的管道狀實驗設備，然后施加人工氣流。通過這樣的方式，研究人員可以模擬飛行器或者實體周圍氣體的流動情況，對飛行動力裝置進行測驗以及改造等工作。畢竟這些裝置不能直接在空中進行測試，否則成本過高，對飛行人員的生命來說也太過于危險了。

世界上最早的風洞，是由英國航空學會的理事會成員Frank H. Wenham于1871年建造的。1901年，當時的萊特兄弟在發(fā)明飛機期間，也采用了風洞這種實驗方法，成為了飛機的發(fā)明者。他們使用的風洞的復制品，至今還保存在美國國家航空航天博物館中。

飛機問世后不久，就迎來了它發(fā)揮威力的舞臺，那就是第一次世界大戰(zhàn)。參戰(zhàn)國意識到這種工具的巨大優(yōu)勢，因此投入了極大的研究力度。為了更快速地發(fā)展航空業(yè)，就離不開風洞實驗室。由于當時戰(zhàn)爭主要發(fā)生在歐洲，與風洞相關的許多技術(shù)都在這些國家得以大力發(fā)展。

我國最早的風洞，建成于1936年。遺憾的是，當時我國正處在最虛弱的時期，后來在抗日戰(zhàn)爭中，這個風洞也被日軍炸毀了。后來我國又嘗試建造風洞，日軍為了遏制我國在空氣動力學方面的研究，阻止我國發(fā)展航空航天技術(shù)，又將其炸毀。從日本的態(tài)度中，我們也可以看出風洞的重要性，也看到了國家獨立、富強的重要性。

建國初期，我國仍然處于民生凋敝的狀態(tài)中，百廢待興，風洞的研究也遲遲沒有明顯的進展。到了1955年，我國的空氣動力學研究終于迎來了曙光，因為這一年發(fā)生了一件大事——錢學森回來了。

美國當初百般阻撓，不讓錢學森回到國內(nèi)，就是害怕他淵博的學識和長遠的眼光帶領我國走上快速發(fā)展的道路。美國人甚至說：錢學森一個人就抵得上兩個師。

事實證明，這個說法還是過于委婉了，錢學森回國之后，就大力倡導我國開展航空航天事業(yè)。如今，我國在這兩個領域都已經(jīng)達到世界領先的水平，并且越來越縮小與美國的差距，可見錢學森的偉大和重要意義。

剛剛回國，錢學森就籌建中國科學院力學研究所，并于1956年得到批復。不僅如此，在他的影響下，另一位科學家——郭永懷也回到了祖國，兩個人共同組成了我國風洞研制的中流砥柱。

在六十年代初，我國成功研制了JF4直通型激波風洞和JF4A反射型激波風洞，實現(xiàn)了從0到1的突破。憑借我國科學家的智慧，我國又在1968年建成了JF8激波風洞，短短幾年的時間，我們的風洞就從無中生有發(fā)展到了國際水平。

1968年，在錢學森和郭永懷的倡議下，我國又在四川組建了中國空氣動力研究與發(fā)展中心，這是我國風洞建設歷史的重要篇章。時至今日，這里不僅是我國規(guī)模最大、綜合實力最強的風洞試驗基地，也是亞洲最大的風洞群，在許多領域都擁有著世界最高的水平。

1999年，我國又建成了氫氧爆轟驅(qū)動高焓激波風洞（JF10），這是世界上首座成功運行的爆轟驅(qū)動激波風洞，為我國高超聲速風洞的研究奠定了堅實的基礎。

風洞的原理說起來簡單，實際建設卻充滿了困難。除了難度大之外，其所需的成本也高得驚人。我們不僅要在建設過程中進行大筆的投入，建成后日常運營的維護及技術(shù)更新的成本還要更加昂貴。對風洞如何投資、需求量的把控，都需要各國政府的審慎思考。

不過話說回來，就算解決了其他的問題，風洞本身的建設難度如果不解決，還是竹籃打水一場空。飛行器在飛行到不同的階段時，遭遇的氣候條件也各不相同。空氣的變化極為復雜，想要在人造的環(huán)境下真實地模擬各種氣流，其難度之大可想而知。

除了飛行本身的測試之外，風洞試驗中還會涉及飛機結(jié)冰、噪聲水平、飛機操縱面嗡鳴實驗等，不同的測試又會給風洞提出不同的新要求，增加更大的難度。

根據(jù)馬赫數(shù)（Ma，聲速的倍數(shù)）的大小，風洞又可以分為低速風洞（Ma＜0.4），高速風洞（0.4≤Ma＜5）以及超高速風洞（Ma≥5），高速風洞又可以細分為跨聲速風洞（0.4≤Ma＜1.4）和超聲速風洞（1.4≤Ma＜5）。

時至今日，風洞不僅演化出了各種各樣不同的形式，甚至用途也越來越廣。除了飛行器需要利用風洞進行測試之外，“和諧號”高速列車、東方明珠塔、杭州灣跨海大橋等，都離不開風洞的幫助。

甚至在去年的北京冬奧會之前，我國運動員也曾經(jīng)利用風洞進行模擬訓練。這種訓練方式不僅不用擔心天氣問題，而且便于和教練溝通，還能大幅降低受傷風險，最終幫助他們?nèi)〉昧藘?yōu)異的成績。

當然，風洞在航空航天領域發(fā)揮的作用是最重要的，它又有“飛行器的搖籃”之美譽，還有“一代風洞、一代飛行器”的說法。由此可見，如果沒有風洞進行實驗，會極大程度上限制一個國家的相關技術(shù)發(fā)展，這也是風洞被看作是戰(zhàn)略資源的重要原因，稱之為大國重器一點也不夸張。

2012年，我國的JF12復現(xiàn)風洞通過驗收。該風洞長達265米，建成時是世界上最大、性能最先進的激波風洞，達到了國際領先水平。

時隔11年，7月15日晚，央視播發(fā)視頻，又向我們公布了一個好消息：“國之重器——JF-22超高速風洞通過驗收”，并且?guī)Т蠹易哌M風洞內(nèi)部，領略國之重器的風采。

JF-22超高速風洞堪稱“世界上最為先進”的超高速風洞，據(jù)中國科學院力學研究所研究員、懷柔激波風洞項目負責人姜宗林介紹：JF-22吹出來的流場直徑可達2.5米，相比之下，國外一般最大也就只有1.5米。越大的直徑，就能放下越大的飛行器，得到的數(shù)據(jù)也就越可靠。而且其總溫高、總壓高、性能高的優(yōu)勢，在全世界也是無可匹敵的。

JF-22超高速風洞的簡稱，可以滿足我國天地往返飛行技術(shù)領域的國家重大需求和高溫氣體動力學學科的前沿探索，解決超高速飛行技術(shù)的試驗研究問題。未來，JF-22超高速風洞還將支持滑翔式飛行器、天地往返飛行器、多級入軌飛行器等研究，換句話說，我國未來的高超音速武器乃至傳說中的空天飛機的研發(fā)，可能都要依賴它。

回想六十多年前，我國在經(jīng)濟還遠遠比不上歐美發(fā)達國家的情況下，依然堅持重視對這些國之重器的研發(fā)，換來了六十年后的國際地位。相信美國看到我國的風洞、高超音速武器以及空間站，也會拍著大腿后悔當初讓錢學森回來吧……