什么是风洞？从名字上来看，似乎只是个能出风的洞，感觉并没有什么技术含量。

可你知道吗？风洞是现代航空航天飞行器的摇篮，想要研制性能更强速度更快的飞行器，拥有提供更快风速的风洞至关重要。

既然如此，在当今世界哪个国家的风洞技术更强？答案是中国。

我国的激波风洞项目负责人，曾在接受媒体采访时表示，中国的风洞技术领先全世界。

另一位研究员也表示，在某些技术领域，中国最强风洞领先西方至少2、30年。

这样一个性能强悍的风洞诞生在中国，这让以美国为代表的西方国家非常苦恼。

想要申请测试一次，都得先缴纳50亿美元的相关费用。

中国的风洞技术是如何从无到有，又是怎样发展到世界最强？

一、风洞有多重要？

在现代社会，像是中国、美国等军事实力强大的国家，自然而然的都要研制一些性能更强、速度更快的大型超高速飞行器。

例如美国的F-22，中国的歼20等等。

但在研发过程中就会涉及到一个问题，那就是飞行器的空气动力学外形和它的动力系统是并行设计的。

外形设计相对容易，要比动力系统的设计速度更快。

外形设计完该怎么办？难道要先组装样机然后进行试飞，采集了飞行数据，发现哪里有问题再拆除重建然后再一次试飞吗？

这么做不说浪费时间、浪费金钱，甚至连试飞员的生命安全都无法得到保障。

这是因为在超音速的飞行下，空气将不再是如今我们熟悉的轻柔介质，而是逐渐转变为一种具有高压、高温效果的“流体”。

它们会在飞行器的表面产生激波，导致飞行器外表的压力、温度出现急剧变化。

一旦飞行器材料的选择有误，又或是结构强度的设计、热保护系统的规划出了问题，都有可能导致飞行器在超音速飞行的过程中发生震动、失速甚至解体。

正因如此该如何设计超高速的飞行器，让它在具备飞行能力之前，就可以被科学家实际检测到空气动力学和高温气体动力学数据呢？

这就是风洞对飞行器研究制造的重要性，它可以模拟飞行器在真实环境中的飞行情况，从而让工程师测量、观测相关数据。

具体的操作方式是将飞行器进行等比例缩小，然后再将这一飞行器模型放置在空洞中。

这时，风洞内产生的气体就可以让飞行器保持静止。

科学家再通过调整风洞内的风速、压力与温度来模拟不同的飞行环境，从而获得准确的实验数据。

由此可见，如果想要制造一个简易的风洞，个人在家中甚至都可以完成，只需要制造一个两端开口的木箱即可。

事实上，这也是世界上第一个风洞的真实样貌，于1871年由英国工程师温霍姆制造而成。

人们只知道，莱特兄弟于1903年首次试飞了世界上第一架飞机“飞行者一号”。

却不知道莱特兄弟早在1901年便制造了技术成熟的风洞，并整整将“飞行者一号”的模型在这一风洞中测试了上千次，才最终让它飞上天空。

看得出来，风洞的发展历史相当悠久，这也是西方国家先于我们发展的先进领域之一。

中国的风洞发展，又是从何时开始呢？

二、中国风洞怎么发展变强？

提到钱学森，很多人的脑海中都会浮现出他取得两弹一星的伟大成就。

但如果你对钱学森的了解仅限于此，那就太低估他的科研实力了。

为什么当年钱学森回国之路受到百般阻挠？就是因为钱老几乎是精通多领域的全才。

钱学森在美留学期间师从冯·卡门，而卡门就是微观物理力学领域的泰斗级人物。

得益于此，在空气动力学、固体力学等应用力学领域，钱学森有着颇高的造诣，甚至在1953年创造性的提出了物理力学的概念。

正因如此，当年钱学森回国以后，除了负责两弹一星这一我们都很熟悉的科研项目以外，也同时主导了我国的风洞建设方向。

说到这儿，就不得不再提到另一位空气动力学领域的泰斗级人物，即我国激波风洞的开拓者之一俞鸿儒。

上述内容已经介绍了风洞的功能，但这就带来了一个问题。

风洞内如何产生气流、调节温度，从而模拟高速飞行条件下的气动现象？

答案是一个名为激波管的实验设备。

1958年8月，俞鸿儒率领的科研团队正式研制出我国第一代激波管，实现了激波管从无到有的突破。

但激动的情绪还未能持续太久，俞鸿儒团队便再一次遇到了另一项挑战，即风洞的驱动方式。

激波管通常由高压段和低压段这两个部分组成。

它的工作原理就是让高压段的气体被压缩后迅速膨胀，冲击低压端的气体形成激波，然后再研究激波对飞行器的影响。

风洞的驱动方式，指的就是该如何让高压段的气体迅速移动膨胀，从而产生高速气流与激波。

当时的国际社会上有两种主流驱动方式，分别为自由活塞驱动与加热轻气体驱动。

这两种驱动方式各有利弊，但都存在一个客观的限制条件，即需要耗费大量的电力。

在当时的中国，动用几乎等同于中型水电站的输出功率去给激波风洞进行发电驱动，是一个几乎不可能的事情。

在这种情况下，俞鸿儒最终怎样突破难题？

这还要从1957年，一位英国科学家研制的另一种风洞驱动方法，即爆轰驱动法开始说起。

该驱动方法在诞生初期，便被世界各国科学家认为不适合用于激波风洞。

原因在于，相较于电力驱动，使用爆破轰击方式产生的激波衰减速度更快，操作不当甚至有可能炸毁激波管。

但它也有一个优势，那就是成本相对较低，恰好适合当时我国资源匮乏的实际状况，被俞鸿儒团队认为是弯道超车的关键。

就这样经过了多年的不懈奋斗，俞鸿儒团队在1969年，终于打造出中国第一座超大型超音速风洞，采用的是氢氧燃烧的驱动方式。

等到了1998年，全世界第一座由爆轰方式驱动的超音速风洞JF-10正式诞生。

高达7马赫的实验风速达到了当时世界上的领先水准，直接震惊了整个世界。

自此之后，包括美国、德国等多个国家的科研团队，都开始重新实验论证爆轰驱动方式的可行性。

并决定在后续的风洞项目中采用中国首次实现的爆轰驱动法。

三、中国最强风洞有多强？

但令西方国家感到无奈的是，中国的风洞项目研发就像是坐了火箭一样蹭蹭往上冲。

2012年，中国建成当时世界上最先进的激波风洞JF-12，最大风速可达到9马赫，复现温度可达到3000摄氏度。

等到了2023年，中国自主研发的新一代“激波风洞”JF-22正式通过验收，最大风速可以达到30马赫。

并可以在10马赫的速度下提供40毫秒的试验时间。

光是这么说，可能很难直观感受到它的强大。

拿美国的最先进风洞做对比，其能模拟的最高速度不过刚15马赫，且在7马赫的速度下实验时间仅仅只有30毫秒。

日本的风洞则更是不值一提，实验时间最多只有2毫秒。

如此强大性能的风洞具体可以做什么？可以模拟航天器重返大气层的环境。

从而帮助我国科研团队研发可往返天地间的飞行器、超高音速导弹以及比歼20更强的第六代战机。

当中国研制出领先全球的风洞后，包括美国在内的西方国家该作何感想？

上世纪6、70年代，美国的航天飞机都需要在位于加州的一个平面风洞进行测试。

可自从进入本世纪，由于在风洞领域失去了领导地位，美国不得不咬牙使用流体动力学模拟软件CFD进行数据测试。

但这种使用软件测试出来的数据，终究没有传统风洞那么精准。

再结合中国研制出的风洞性能越来越强悍，即便是高傲如美国这样的国家，最终也不得不低下他们的头颅，主动向中国申请希望能够参加我们的风洞测试项目。

面对美国的请求，中国给出的要求是什么？首先就是缴纳测试费用，这笔费用不是个小数字，足足高达50亿美元。

除此之外，测试后的数据需要与我国共享，省的我们后续再重新测试。

显而易见，这是一个性质有些霸道的条款。

但我国的态度也很明确，中国的JF-22风洞领先全球数十年，如果觉得接受不了，可以不参加测试自己回国研发。

结语

这就是一个国家科研实力领先的优势体现，即便是美国也不得不主动低头服软。

但最终，美国还是没有选择使用我国的风洞进行飞行模拟测试，那我们便期待美国自主研发的先进风洞问世吧。