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[其他主题] 我国建成9倍声速风洞:JF12复现高超声速飞行条件激波风洞

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jsj4759 发表于 2012-7-1 16:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 zhh894217 于 2016-3-20 13:04 编辑

世界最长激波风洞旁一次特殊的组织生活
——随国家自然科学基金委数学物理科学部党支部走进钱学森工程科学实验基地
本报记者 罗晖
                                            走进基层党支部·记者手记
    4月的一天,国家自然科学基金委原主任、数学物理科学部党支部年纪最大的党员陈佳洱早早等在了集合地点。78岁的他说对这次支部活动,他很期待。
    离集合时间还有10分钟,支部最年轻的党员张攀峰匆匆关了电脑。他的办公室里,桌上、地上高高摞起的都是今年科学基金项目的申请书。这段日子,是他们一年中最忙的时候,数学物理科学部有1万多份申请书需要逐一处理。
    这一天,支部19名党员和其他3位同事的目的地是中科院力学所钱学森工程科学实验基地。数学物理科学部常务副主任、党支部书记汲培文说,此行是一次充电之旅。最忙最累的时候,队伍的战斗力更要加强。到科研一线感悟钱学森精神、了解科研人员需求,回来可以更有针对性地开展工作。
    1个多小时后,在北京市怀柔区雁栖经济开发区乐园大街一栋长条形的灰色建筑内,陈佳洱和一位更老的老人四手相握。这位84岁的老人就是在力学所首任所长钱学森先生身边工作过的中科院院士俞鸿儒先生。而在大家身边静卧着的那个钢铁身躯,正是依据俞先生提出的爆轰驱动方法,进一步发展了一系列的激波风洞创新技术,研制成功的国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型激波风洞,整体性能水平国际领先。按照中科院力学所的激波风洞系列,它被命名为“JF12复现高超声速飞行条件激波风洞”。
    这根半人多高、金属质地、时粗时细、隔一段换一种颜色的长“管子”,在国际同行眼里是个“Hyper-Dragon”(超级巨龙)。这个迄今世界最长的激波风洞,常常是他们到北京访问的第一个“景点”,有的人看完了会请求:“能不能再看看。”
   前奏:风洞里的“风景”
    春日午后的阳光从风洞所在的空天实验室西侧门照进来,给朴素的钢筋铁骨上罩上了一层光晕。俞先生的“接班人”、中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任姜宗林研究员陪同解说,大家边走边和力学所的党员们交流、探讨。记者后来发现,265米长的路,居然走了半个多小时。
    风洞里究竟有什么奇异的“风景”?记者最终也没能用眼睛看明白,但多少听懂了些。
    这是俞先生等我国两代科学家集50年积累,独辟蹊径,具有鲜明特色的重大装备,其新颖的工作原理不同于世界上已有的任何风洞。
    要想说清楚它的亮点,还需要先交待些背景:
    首先,风洞代表了一个国家在航空航天方面的基础研究水平,它是飞行器的“摇篮”,一架飞机的发动机、气动布局,不在风洞里吹个几千上万次,绝不敢上天。而俞先生他们的风洞是迄今为止世界上性能最先进的高超声速气动试验装置。
    其次,有一个表示速度的、叫做“马赫(Ma)”数的量词至关重要。1马赫是1倍音速(声速),在天气条件下大约为340米/秒。一般民用飞机速度多为Ma 0.8以下的亚音速。而俞先生他们的风洞要复现的是在25—40公里高空、Ma5.0以上的高超声速飞行条件。
    该国家重大科研装备研制项目组的负责人姜宗林一直不厌其烦为记者科普。“JF12风洞265米的‘身长’使其能够提供更长的实验时间,高超音速发动机需要的实验时间至少需要60到70毫秒,我们已经能做到100毫秒,国外的相关风洞大约为30毫秒。我们的喷管直径可达2.5米,实验舱直径3.5米,都明显优于国外同类风洞。JF12风洞里的‘风’,速度最高可达Ma 9,温度可达3000摄氏度左右。而Ma 9意味着,从北京到纽约的飞行时间,可以由现在的14小时缩短到2小时。”
    高超音速飞行器的超燃发动机研发是个国际难题。有人形容,Ma 9时,对于飞机的发动机点火来说,就像在龙卷风中点燃一根火柴,还要保证它持续燃烧。姜宗林说,JF12风洞完全可以复现“龙卷风”的状态。这为我们相关发动机的研发创造了条件。
    JF12风洞花了多少钱?中科院力学所所长樊菁说:“4600万元。”
    汲培文感慨:“没有创新思想,4个亿也未见得搞出来。” 据了解,JF12风洞不仅建的时候花费不多,运行费用也比国外风洞低很多。
    汲培文说,“风景”是钱学森先生不信洋人、勇于创新的精神的现实体现。这种精神影响了一批人,俞先生等老科学家秉承钱先生的精神,又带出了姜宗林研究员等一批人。如今,这种精神还在不断传承着。
    党课:钱学森先生晚年究竟忧虑什么
    钱学森工程科学实验基地院子如今还是个大工地,高超实验室、超燃实验室、燃烧实验室、等离子实验室等还在建设中,绿色的苫布遮挡了视线。耳边间或会响起电锯吱吱的噪声,但这些丝毫没有影响人们的兴致。
    除了风洞,大家还目睹了高速列车模型如何在瞬间被加速到200多公里,然后平稳停住。
    随后,党课在风洞旁的会议室开始了。主讲人是俞鸿儒。
    幻灯片是老先生自己做的,简洁的深蓝色模版上,写着大标题:领会钱学森所长晚年忧虑的问题。他座位背后的墙上,写着“求实求是”四个大字。
    在俞鸿儒眼里,钱学森永远是中科院力学所的所长。因为,组建力学所是钱学森回国后做的第一件大事。1956年建所之初,钱学森提出了“上天、入地、下海”的蓝图,而这依然是力学所今天的发展方向。
    “大家现在都知道 ‘钱学森之问’,认为这是他晚年的忧虑所在。但我觉得大家的理解不太全面。其实,他真正的忧虑来自两个方面。”
    俞鸿儒说:“钱所长的另一个忧虑是:‘我国科学技术人员有重要创新吗’?”他介绍说,钱学森在1995年给王寿云等六同志的信中曾提到,1960年代,我国科技人员先于“夸克”理论提出了“层子”理论、率先合成了人工胰岛素、成功实现了氢弹引爆独特技术,“但是今天呢?我国科学技术人员有重要创新吗?我认为目前太迷信洋人了,胆子太小了!如果不创新,我们将成为无能之辈!”念钱学森信中的这段话时,俞鸿儒语气凝重。
    他认为,钱学森的上述忧虑没有被广泛报道。
    俞鸿儒同时指出,在提到 “钱学森之问”时,人们通常认为,钱学森说的是杰出人才的培养。“这没有错。但他说的不是一般的人才培养问题,而是科技创新人才的培养问题。”
    在他看来,这两个忧虑的核心都是关于创新的。
    那么,究竟什么是创新?俞鸿儒说,“创新”可以理解为“创造”,也就是首创前所未有的事物;也可以理解为“革新”,即渐进性的改进。按照他的理解,钱学森所指的“创新”,是创造而不是革新。他引用钱学森的话:“是不是真正的创新,就看是不是敢于研究别人没有研究过的科学前沿问题,而不是别人已经说过的东西我们知道,没有说过的东西,我们就不知道。”
    俞鸿儒认为,如何对待“创造” 和“革新”,关系到我们能否获得真正的创新。在他看来,相对于“创造”,“革新”较易实行,风险小,也便于管理,广受一线科研人员和科技管理人员的欢迎。但如果对“创造”活动采用同样的方法管理,将使其处境艰难。“革新很重要,大多数人要做革新,但是,不能让革新代替创造,也不能让革新消灭了创造。”
    他现身说法:他曾经有一个全新的研究思路,去申请科研经费,但一看项目申请表,发现:“根本没法填——探索性工作结果难料,哪能定死什么时间用什么具体方法去完成,每个研究阶段要用多少经费?”后来,中科院决定资助他200万元,只签了个协议,“问题是,我行,年轻人行吗?”
    “我今天跟你们基金委说这个事情,是希望你们好好研究下,怎么才能更好地支持创造。科研管理部门不能用管革新的方法管创造。”俞鸿儒直言不讳。
    感悟:耕耘更利于“创造”而不仅仅是“革新”的土壤
    “您的PPT能不能给我拷贝一份?”俞鸿儒讲党课时,“课堂”上一直很安静。到了讨论环节,气氛热烈起来。提出这个请求的是陈佳洱,他的另一个身份是:北京大学原校长。 “俞先生的讲话发人深省。我想让北大的新班子也学习学习。北大要办出特色,培养科技创新人才,大学千校一面的局面要改变。”
    陈佳洱说,为什么会千校一面,根本原因是评价机制有问题。现在的大学排名,大多强调被国际检索的论文(SCI或EI)的数量和期刊的影响因子(IF)等表观的、量化的指标。其实我们SCI、EI的总量已经排在世界前列,但实际创新能力与国际先进水平相比依然有较大差距。“博士生没有两篇文章就不能毕业,搞得他们什么能发文章做什么,成了国外学界看不起的Paper Machine(文章机器)。这个是大大害人。”这位同样在钱学森身边工作过的78岁老人有些激动。
    他认为,在对科研人员或者研究单位进行评价时,应该看其有没有创新的思路,对相关学科的发展有多大的带动,对满足社会的需求有何种推动;看他们在研究工作中培养了多少年轻人;还要看他们跟相关单位的合作如何,对合作单位的发展有哪些贡献。
    汲培文接着陈佳洱的话说:“要提高创造能力,我觉得需要三方面的努力,缺一不可:一个是科学家自己怎么做;一个是管理部门怎么支持;第三是评价体系怎么跟上去。”
    汲培文介绍说,科学基金秉承的是“依靠专家,发扬民主,择优支持,公正合理”原则。考虑到申请项目过程中,有些新思想一开始不容易被评委们接受,基金委还设立了“非共识项目”,支持探索性较强、风险性较大的创新研究,取得了一定的效果。比如,中科院紫金山天文台研究员常进的项目一开始评审没有通过,基金委按照非共识项目给予了一定支持,后来越做越好,找到了暗物质粒子湮灭的可能证据,还被为2008年度世界物理学领域重大研究进展。
    汲培文说,除了对项目的资助,科学基金还非常重视对人的资助。比如 “创新研究群体科学基金”就是择优资助有共同目标的创新团队,研究方向和课题由科学家自己决定,让他们能有一个宽松环境,潜心研究。
    中科院力学所所长樊菁插话说,“创新研究群体”在鼓励创新、培养人才方面确实发挥了好的作用。JF12复现高超声速飞行条件激波风洞立项曾历经波折,在困难的时候,“创新研究群体”经费对关键思想的深化研究和验证起了很好的作用。
    汲培文总结到,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。“今天,在世界最长激波风洞旁,我们过了一次特殊的组织生活,收获很大。首先,我们学到了精神,钱先生、俞先生以及力学所新一代科学家的创新精神;第二是领到了任务,怎么更好地支持创新工作,创造性地改善评价体系;三是增加了我们的责任感、使命感,今后要更好地支持创新,培养人才,进一步完善中国特色的科学基金制;四是进一步明确了新时期工作在科技管理领域的共产党员,更好地发挥共产党员的先进性和先锋作用的方向和具体内容。”
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... t_156853.htm?div=-1

i2000s 发表于 2012-7-2 08:04 | 显示全部楼层
貌似帖子重了。另外,配图是某国实验某型发动机时的照片吧。
langge945 发表于 2013-9-11 16:26 | 显示全部楼层

我国超级风洞JF12曝光 用于研制高超声速飞行器

本帖最后由 潜艇4809 于 2014-1-14 10:17 编辑

我国超级风洞曝光 用于研制高超声速飞行器(图)
2013年09月11日   经济日报  

JF12风洞

  一架飞行器上天之前,需要在风洞里进行几千上万次的吹风试验。

  在北京市郊的雁栖湖畔,有一栋长条形的灰色建筑,这是钱学森工程科学实验基地的空天飞行器实验室。建筑中有一条265米长的巨大管道,这是“JF12复现高超声速飞行条件激波风洞”。

  风洞,是先进飞行器的摇篮。它通过人工产生并控制气流来模拟飞行器周围气体的流动,提供飞行器设计需要的基础数据,是进行空气动力试验最常用、最有效的工具。相对于后期的飞行实验,风洞提供了飞行器研发前期一个高效、方便、经济的试验手段。一架先进飞行器在上天之前,需要在风洞里做上几千上万次的吹风试验。JF12则是首个具有中国人独立知识产权,其技术指标目前在国际上也是最先进的高超声速风洞。

  高超声速飞行器有着诱人的前景:如果用于航天,未来的空间飞行器将可重复使用,届时太空天地往返费用将降至目前的千分之一;如果用于航空,目前的超声速飞机将被高超声速飞机所替代,这种飞行器超过5倍声速,两小时内可全球到达。

  “要突破吸气式高超声速空间飞行器的关键技术,需要大量地面实验,风洞气流要满足马赫数8(即8倍声速)以上速度,而且兼有大尺度和模拟发动机燃烧的一体化实验能力。”中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任、JF12风洞研发团队负责人姜宗林研究员说,“JF12就具备了这样的能力。”

  JF12激波风洞项目于2008年1月启动,是财政部和中国科学院共同支持的8个国家重大科研装备研制项目之一,于2012年5月顺利通过验收。

  JF12性能优越,可复现25—40公里高空、5到9倍声速的高超声速飞行条件。模拟带发动机工作的高超声速一体化试验需要的测试时间至少是几十毫秒,国外的相关风洞大约只能做到30毫秒,而JF12能达到100毫秒试验时间。JF12喷管出口直径可达2.5米,试验舱直径3.5米,都明显优于国外同类风洞。

  “我们的性价比也很高。”姜宗林说,美国有一个指标相类的风洞,不仅试验时间远不及JF12,每次试验成本也远远高于JF12。

  4年多时间,4600万元经费,就建成了这样一个国际领先的超大型试验装备,简直就是一个奇迹。但这个奇迹并不意外,因为它是在研发团队对氢氧爆轰现象研究50年积累、对爆轰驱动激波风洞应用技术15年探索的基础上取得的。最早的团队负责人俞鸿儒院士如今已85岁高龄。

  JF12是一个典型的自主创新的实验设备:它以新颖的反向爆轰驱动方法为核心,这是中国风洞独有的创意。它集成了五大关键创新技术,从设计、加工、建造到调试都是中国人亲力亲为。研究和施工人员用盒饭支撑了两年的安装调试,取得“一次安装到位、一次调试成功、一次验收合格、一次获得试验结果”的漂亮答卷!

  “有几多问题,就有几多创意,办法总比困难多!”姜宗林自豪地说,“科学家探索未知,工程师创造将来。对于JF12研制,团队两者都做了。”

  以上稿件图片均由本报记者佘惠敏采写、摄影





http://mil.news.sina.com.cn/2013-09-11/1533740021.html
800820hh 发表于 2013-9-11 17:07 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
再接再厉,再立新功!
头像被屏蔽
武安君二世 发表于 2013-9-11 18:08 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
潜艇4809 发表于 2014-1-14 09:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 潜艇4809 于 2014-1-14 09:49 编辑










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zhh894217 发表于 2016-3-20 13:07 | 显示全部楼层
学科专业评审组:
机械与动力组
项目名称:
复现高超声速飞行条件激波风洞实验技术
推荐单位:
中国科学院
推荐单位意见:
高超声速技术是国际航空航天领域的必然研发趋势,对人类社会发展和国际战略格局转变将产生革命性影响。高超声速技术六十年研发步履艰难,风洞实验技术缺乏高超声速流动复现能力是关键瓶颈。该项目提出了爆轰驱动激波风洞理论,发明的复现风洞实验技术集成大功率激波风洞爆轰驱动技术、长实验时间激波风洞技术和复现风洞高精度测量技术,突破风洞功率小、实验时间短和测量精度低的瓶颈,建成国际首座可复现高度25~50km、马赫数5~9飞行条件的超大型激波风洞,代表高超声速风洞的国际领先水平。复现风洞实验技术已应用于两个国家重大专项和航天部门多个新型号的重大和特种试验研究,对专项关键技术突破、新型号研发和高超声速流动认知发挥了不可替代的关键作用,在推动宇航技术发展和避免飞行试验风险方面产生了重大社会效益。复现风洞实验技术引起广泛国际重视。美国国防部国会年度报告连续三年重复关注(2013~2015);美国航空航天学会SciTech2014大会邀请报告并授予2016年度AIAA地面试验奖以表彰其创新试验技术、引领风洞发展的成就;国际激波学会ISSW29大会报告;美国宇航期刊2008和2015年度国际进展综述报道;中国空气动力学会评审鉴定为原创性重大发明技术;中国力学学会授予首届中国力学科学技术一等奖(唯一)。复现风洞实验技术是具有国际领先水平的原创性重大发明技术,对国际宇航科技发展具有开创性影响。

zhh894217 发表于 2016-3-20 13:08 | 显示全部楼层





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mir-2 发表于 2017-10-9 22:41 | 显示全部楼层
关于这个风洞的简短介绍,有高超声速飞行器模型和弹头?(也可能是气动标模)

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拓跋尊 发表于 2017-10-10 14:22 | 显示全部楼层

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拓跋尊 发表于 2017-10-10 14:23 | 显示全部楼层

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3431 发表于 2017-10-10 16:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
mir-2 发表于 2017-10-9 22:41
关于这个风洞的简短介绍,有高超声速飞行器模型和弹头?(也可能是气动标模)

最后这个有点像现在东风15某款子型号的钻地弹头
langge945 发表于 2017-10-10 19:39 | 显示全部楼层


空天飞机???
oaki911 发表于 2017-10-10 22:00 | 显示全部楼层

不会的,那么大,根本放不到风洞里。
langge945 发表于 2017-11-28 07:44 | 显示全部楼层
俄专家试析中国建造新型强大风洞原因

© NASA.
中国
22:31 2017年11月27日(更新 22:55 2017年11月27日) 缩短网址

中国为试验新型武器在建世界上最快风洞,以超俄美。据中国媒体报道,风洞模拟速度可达每秒12公里,为35.26M(音速)。俄罗斯军事专家瓦西里·卡申在为俄罗斯卫星通讯社撰写的此篇评论中称,这应说是重大进展,因为这数倍于中国目前利用的风洞速度。
中国目前最强大的风洞,被认为是位于北京郊区、建于2012年5月的JF-12风洞。其风速可达10M。值得注意的是,中国媒体报道风洞建造领域成就的广泛性。当初中国主流媒体就对JF-12进行了大量报道。而俄罗斯2009年建于莫斯科的冲击波超音速风洞能让风速达到12M,仅有专家知道。
它甚至还不是最强的。例如,1999年在新西伯利亚理论与应用研究所建造的AT-303,能够产生大于20M的风速,可用于确定航天设备的空气动力学特征。该研究所,以及茹科夫中央空气动力学研究所,拥有许多风速达18-20、甚至25马赫的风洞装置。

当然世界上最强的风洞,目前还属美国位于加利福尼亚的超音速风洞LENS-X,它是唯一能让风速达到30马赫的风洞。当然马赫值还不是风洞的唯一特性,仅是许多特性之一;风洞的许多其他重要参数,恐怕只有专家才能知道。若仅根据风速判断,中国暂时还远远落后于美国与俄罗斯。

然而中国的JF-12风洞投入使用,是中国在该领域的一项重大突破。现在中国工程人员显然还希望凭借另一重大突破超过先于自己的两个大国,当然后者也不会原地踏步。


超音速技术的研发,对军工业发展具有重要意义。俄罗斯拥有自己的超音速反舰导弹3M22"锆石",在该领域或占首位。"锆石"或是目前最有可能服役的超音速武器。
但是,正如当年出现首批飞机和喷气发动机一样,这方面的成就将能提高早日实现首先包括载人飞行在内的太空飞行的可能性,为全人类进步作出贡献。太空载人飞行计划,利用返回设备,可以提供相当一部分的太空飞行服务。
除了高超音速飞行器计划框架下的武器DF-ZF外,中国还在研制新型航天设备,包括往返航天飞机和轨道飞机。一国在该领域的成就是大家的成就,恰恰是在该领域各国需要开展最大程度的合作。

http://sputniknews.cn/china/201711271024144429/

ssizz 发表于 2017-11-28 18:19 | 显示全部楼层
JF-12风洞的最大卖点是其100ms级的实验持续时间和实验舱段的大直径,这也是媒体着重强调的。卡申这老油条不知道是没看到,还是装瞎。
要只论速度,24倍音速的在78年就建成了。
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