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FL6X风洞突破,全球第1种有人6代机5年内首飞

2020-06-25 21:36 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



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刚刚突破的FL6X式风洞,内径超过2.8米。吹风的模型可以做到和未来的实体机的比例达到10比1或者更大,比如未来的真实6代机是20米长,15米的机翼翼展,那么这个模型就可以做到2米长,1.5米宽。看似还不够大,其实对跨音速风洞里的模型来说。已经足够大了。因为过去很多吹超音速风洞气流的模型来说,往往长宽只有几十厘米。这就在于,风速越高的风洞,要模拟出高速气流甚至超音速气流,那么就需要更巨大的能量。一般来说,风速越低的风洞,可以做的直径越大。比如风速在150米以下的风洞,可以直接做到10米甚至更大的直径。吹风对象可以不是模型,而是真实的试验物。比如高铁的机车车头或者车厢,就可以直接拿到巨型风洞里面进行实物现场试验吹风。检验未来高铁在真实高速下的气动影响。

因为目前大多数高铁的最高运行实际速度,都在500公里每小时以下。因此风速在150米以下的巨型风洞就可以满足吹风要求。这种风洞的吹风发动机,大多数都是一个或者几个并列的电动大风扇。而风洞的吹风速度要求越高,则风洞的直径必须越小,此时电动大风扇已经满足不了风洞的风速和气流流量,必须缩小风洞的直径。同时风洞的一头,用来吹风的发动机本身,就是一台甚至几台并列的超音速发动机,才能在一个直径有限的风洞里模拟出超音速气流。此时因为风洞的直径已经变小,就不能再像把高铁的车头车厢这些实物直接拿来吹风做试验,而是用一些缩比例模型来做试验。然后经过计算,如果是真实尺寸的实体机在某种马赫数的音速下会有什么样的飞行状态。相对于50比1;40比1的小比例模型。


10比1而且还能超音速的风洞,已经相当不得了。因为开动这种风洞,比如吹风1个小时,其综合耗费的能源,甚至会比开动A380的4台大涡扇发动机运行1小时的耗费还要大几倍。毕竟A380的发动机马力全开也都是亚音速的。而这种直径2.8米的新型风洞是从亚音速一直加速到X倍音速。因此其能量消耗相当惊人。在FL6X风洞研发成功以前,谁谁家还有一种全球独一无二的风洞,这就是30倍以上音速的超高速风洞,可以模拟以第二宇宙速度从外太空返回大气层时航天器受到冲击和烧蚀。过去全球主要大国都认为这根本就不是风洞该模拟的场景,因为此时飞行器面临的就不是普通的气流,而是超高速的等离子体。因此不是风洞可以模拟的。谁能想到居然也被突破了。这就需要事前把这种风洞的内部完全抽成真空,然后在风洞的一端采用像超高能炸药一样的爆发物质,才能吹出30马赫以上的等离子体。瀚海狼山(匈奴狼山)认为,正是因为有这种风洞,新载人飞船才可以从8000公里以上的高度直接冲入大气层到距离地面60公里的高度然后再弹出大气层二次安全再入。

可以说已经提前为载人探月飞船和探索火星的飞船返回再入获得了足够的风洞数据。而FL6X风洞研发突破的意义,不亚于前面的30倍音速的超级风洞。这是因为FL6X风洞除了直径大,可以跨多马赫精确吹风外,它还有过去几乎所有风洞都没有的另外一种绝技,就是这种形式的风洞里吹出的风,是多维度多方向的。过去不论什么风洞,几乎只能从“洞”的一端把气流吹向另外一端。也就是模拟飞机在一定速度的水平气流中前进。大型风洞也有从下往上吹的,甚至可以直接把人体在这种风洞中吹得飘起来,模拟跳伞时的姿态。但是这种上下吹的风洞的气流也是固定的。而FL6X风洞,可以继续把气流从水平方向,从亚音速一直吹到X马赫之外。还可以从其他方向,比如侧向、垂直方向甚至侧后方向,吹出不同马赫数的气流。这是一个过去没有的多向多马赫风洞。


之所以要多向吹风。就在于6代机的机动性比以前的所有战机的机动性更强。过去除了少量的STOVL战机,基本都是飞机喷口向正后方喷气,然后通过反推力向前飞行。再通过不同的操纵翼面获得上下左右的偏转力矩。因此在风洞中提前模拟时,只需要气流继续水平吹,然后把模型本身做出比较大的偏转角,就可以模拟现实中的气动操纵面的效率。但是6代机为了进一步的隐身,会大大减少气动操纵面,直接取消所有的垂尾和平尾。因此以前吹风洞时,仅仅偏转模型本身已经不能满足模拟要求。现在FL6X型风洞里吹的风本身就是多角度多方向复杂马赫数,全面模拟6代机完全采用多向矢量喷气获得超强的机动能力。一般来说,新型风洞的研发成功往往和某代新机的气动定型基本同步。因此判断全球第一种真正的6代战机很可能5年内就可以见到实体原型机并实现首飞。到时候超级大国的压力就大了。因为他们的6代机项目的PPT还没做完。


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