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    1. 在地面做超声速飞行?那就要靠这个JF12激波风洞了

       


      图1  一种高超声速飞行器的概念图

      要不要到中国科学院力学研究所来看看JF12激波风洞?

      一、JF12风洞长啥样

      那么JF12风洞是什么样子的呢?它总长为265米,总重约1000吨,由主体系统和附属系统两部分组成,喷管出口直径可达2.5米。

      它没有运动部件,仅仅靠一道激波,实现了在试验段里复现高空25~40 千米?#32422;?#39532;赫数5~9的高超声速飞行环?#24120;?#36825;里的“马赫数”是空气动力学的一个术语,指飞行器速度与空气中声速的比值,一般用M表示)。


      图2  JF12激波风洞的照片(从真空段向上游方向看去)

      真的?激波竟能驱动风洞运行?!

      二、飞机上天先要过风洞关

      但凡关心航空航天事业的人,都会知道“风洞”是一种地面试验设备,它采用“人造气流+固定模型”的方式进行各种事先设计好的实验,研究飞行器运动时的气动效应。

      具体而言,风洞一般是采用动力装置在管道中驱动一股可控的气流,使它流过固定在管道内的静止模型(放置模型的部位,一般称为“试验段”),以此来模拟实物(例如飞行器)在静止大气中的运动。在这类模拟试验中,人们或者测?#31185;?#27969;作用在模型上的气动性能(包括测力试验、测?#25925;?#39564;、传热试验、振动与稳定性试验等等),或者观测模型周围的流动现象。

      风洞实验技术运用了运动的相对性原理:飞行器运动而气体静止,或者飞行器静止而气体流动,只要它们之间的相对速度一样,飞行器所承受的气动效应就是相同的。这样,人们就可以在地面上的“有限”空间里面研究飞行状况,而无需在无限大气环境下做真实的大尺度飞行试验!

       

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