主题:【原创】我见过中国所有顶级的风洞 -- 梦回青城
看到在晨枫米格的天空中大家对风洞的讨论,我仿佛又回到了多年以前。。。
当时因为工作关系,我几乎见过中国所有的顶级风洞,包括大山里的那些风洞,以及中科院的一些特殊的风洞
现在就挑一些有趣的风洞,大家可能没有听说过的,讲一讲:
首先要说明一点的是,这都是十多年前的事了,目前情况怎样,我是一点也不知道地,但是大家可以从我讲的十来年前的情况,想象一下现在。。。
先说一下中国风洞的水平。有位河友说得对,风洞代表了一个国家在航空航天方面的基础研究的水平,那可不是闹着玩的事,一架飞机的气动布局,不吹个几千上万次,怎么能上天?中国的风洞水平,亚洲第一那是一定的,十多年前如此,现在更是如此。在世界上么,呵呵,我给大家讲一个真实的例子,自己估么一下吧:
当时我去参观山里的一个风洞,这是个不一般的风洞,叫做高温电弧风洞,是用来模拟火箭飞行或高超声速飞行器飞行的。风洞本身并不大,这类模拟极端条件的风洞都不大(大的风洞都是低速风洞,我见过的最大的可以放进去两辆汽车),但是奇怪的是哪个实验室的墙上的结构钢梁很奇怪,极其粗大,就这么个一层楼的房子,好像没有必要。结果一介绍,原来那是输电“线”!高温电弧风洞要用电力来产生电弧,这些电线要传输上千乃至上万安培的电流,注意不是上万伏特,而是安培!要知道一般情况下,一安培就是不得了的电流了,那么这几千上万安培的电流,通常意义上的“电线”根本承受不住,所以要用到这些很粗的钢梁来做输电“线”。这高温电弧风洞可是个很了不得的东西,世界上没有几家有。给我们介绍的高工说,当时欧洲有个搞阿利亚娜火箭研究的代表团来交流,听说我们有这个东东,非要看一看,因为他们不相信我们能搞出这么个东西来。结果我们给他们看了,时间久远,那些个数据的量级我记不清了,反正是我们给他们看的那个风洞,好像是某个瞬时功率六百千瓦的,他们(欧洲代表团)极度震惊,因为我们不但有,而且功率比他们还高!高工说欧洲人之前说到他们的那个风洞的瞬时功率是四百千瓦,好像还挺得意的。这听起来挺让人高兴佩服的。可是事情没完,高工指着另外一间实验室里的风洞说,其实我们当时把这台风洞给遮住了,没给他们看,怕他们多问。你知道这台风洞的瞬时功率是多少么?五万千瓦!比欧洲人知道的足足高了两个数量级!没办法呀,欧洲就是发个通信卫星什么的,我们还要搞可以回收的卫星,还有要再入大气层后打到地上的洲际弹道导弹,那都是极度高温高速的飞行,没有这些个风洞,能行吗!有人老是说什么造火箭没有飞机难,呵呵,不懂就不要瞎说,这下明白了吧。
还有某河友说到的用高速摄影机来记录的超声速风洞。这个我要澄清一下,明白超声速风洞的原理,要知道一些空气动力学的知识。超声速风洞不是在压缩段实现超声速的,反而是在扩散段,呵呵,去找本空气动力学的书看看吧。用高速摄影机的那种风洞,其实不能叫风洞了,它实际上是一个大炮,用氢气把模型从一头打到另一头,这种风洞不是用来研究飞机的气动原理的,而是用来搞弹道导弹的。在高超声速风洞中,还有一种风洞叫做激波风洞,当然,普通低超声速飞行也有激波问题,但是和高超声速飞行的激波问题不同,因为高超声速飞行中产生的激波中空气发生电离化,更加复杂。
在用于飞机的气动研究的风洞中,还有一种比较难搞的风洞叫做跨音速风洞,研究的是飞机从亚音速过渡到超音速的气动原理,这个水平很高,我当时见到的高工们都很自豪。
呵呵,十几年过去了,当时去参观时还见到成飞的人在悄悄的搞以色列幼狮的讲座,现在J10都出来了,不知那些中国的气动人都怎么样了,中国的航空航天,他们是脊梁啊!
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也贴点照片开开眼呀!
泄密应该不至于,十多年了阿
那巨猛的风洞应该是研究空气热动力学的吧?跨音速风洞为什么那么难呢?
直流还是交流?
至少应该镀点金银铜什么的。
要是交流的话,只有表面一层有用,就更该镀了。
在进行风洞跨音速测试时,他们发现测试情况严重偏离了实际状况。在飞机速度接近1马赫时,机身产生的气流冲击风洞墙壁再反射回来,严重干扰机身状态。当差不多跨音速时,整个测试结果基本就被这些乱流所左右了。
怎么办呢?NASA想了很多办法,一是把模型做的很小,但发现这样模拟就没有任何意义了;一个是干脆把风洞墙壁拆了,发现也不管用。最后兰利大师出马,说:我们造个墙壁上有洞的风洞如何?这样,用墙壁空隙约为6%的风洞测试,才找到跨音速状态下最接近实际状态的做法。唯一的问题是,推动这样一个风洞所需的能量大约是普通风洞的4倍。
这么多年过去了,无论是NASA还是我们肯定找到了更佳的方法,但这是NASA唯一愿意公开的内容,我想问题也许还是相似的。
很喜欢你贴的“米格的天空”系列。。。勾起了我的回忆,其实我们自己也有很多精彩的故事。。。
你说得对,那些高温高速的风洞,不光是研究纯空气动力学的了,我应该再加上“稀薄气体”这个条件,在稀薄气体中高速飞行的飞行器,其热动力学很复杂,因为还要考虑到空气的电离现象,这种气体早已不是理想气体了;正是因为复杂,理论研究就不是那么靠得住,可是火箭和弹道导弹弹头的大气层再入(re-entry)问题必须解决,所以这些风洞立下汗马功劳。我们后来能搞载人航天,也多亏了这些风洞。记得神州刚上天时,一些台湾论坛里疯狂论证说载人航天是多么简单的东西,哪有造电脑主机板复杂,不就是放一个放大般的炮仗么?呵呵,那个返回舱入大气层后的热障问题,就无比复杂,世界上能搞得就那么3家而已。简单?真是无知者无畏啊。。。
说偏了。。。
跨声速风洞复杂是因为这个区域不稳定,做风洞就是要提供一个理想的实验空间,风洞壁要给气流提供稳定的边界,可是这个“稳定”两字在跨声速区非常难,边界条件很难控制;其实超声速风洞也挺难的,那个洞壁是关键,加工很难,要求很高,洞壁上有无数的小孔。。。为了对付跨声速什么的,洞壁有各种花样,比如说柔性的。。。呵呵,花样很多
我国的风洞测试发动机和测试空气动力模型时分别是怎么运作的?怎么模拟飞行高度这个方面?要是有可能泄密就请无视好了。
AIAA上查不到的,你只有造一个出来,自己琢磨才知道,这都靠经验积累阿
好像一般的高压输电的交流电,有效电流并不高,但是电压很高(几十万伏),这样可以减少长距离输电的能量损耗。如果距离很短,交流电就没有什么优势,因为用电的方式通常是直流,还要搞个变压器(或变电站)什么的,很麻烦,所以我猜他们用高电流的很粗的钢梁,是为了在短距离内传输很高的能量,提高功率,所以估计是直流。
镀了什么金属,真地记不得了,但是肯定没有镀金银铜什么的,距离短,可能也就顾不上了
我是业余写着玩的,还要多请你这样的行家指教。在写【原创】比声音还快(十二)的时候,现炒现卖了一点老兄这里提到的东西,要是那时能像老兄先讨教就好了。