高超聲速激波風(fēng)洞理論和方法：鋪就跨越大氣層星空之路的重要基石
來源：骨軟筋酥網(wǎng)
時間：2025-11-25 20:03:24
激波反射型正向爆轟驅(qū)動器結(jié)構(gòu)示意圖及其驅(qū)動性能實驗曲線（Credit：《中國科學(xué)》雜志社）
（神秘的高超地球uux.cn報道）據(jù)EurekAlert!：浩瀚宇宙將是人類一個更廣闊的活動空間，跨越地球大氣層的聲速石高超聲速空天飛行技術(shù)將是新世紀(jì)宇航領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。雖然經(jīng)過60年的激波成都外圍（成都外圍女）外圍外圍上門外圍女（電話微信181-2989-2716）提供頂級外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求不懈努力，高效、風(fēng)洞法鋪快捷、理論路低成本的和方空天飛行技術(shù)依然還在探索階段。出現(xiàn)這種困境的跨越空主要原因之一是缺乏能夠模擬高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)流動的風(fēng)洞試驗技術(shù)，導(dǎo)致高超聲速關(guān)鍵技術(shù)驗證過度依賴昂貴、大氣耗時、層星低效的重基飛行試驗。
高超聲速風(fēng)洞實驗?zāi)M存在四個難點：（1）化學(xué)反應(yīng)機制模擬不能使用替代實驗氣體；（2）化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程復(fù)現(xiàn)必須模擬氣流溫度以確保反應(yīng)過程的高超成都外圍（成都外圍女）外圍外圍上門外圍女（電話微信181-2989-2716）提供頂級外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求正常觸發(fā)；（3）不可縮尺的熱化學(xué)反應(yīng)過程要求產(chǎn)生足夠大的試驗流場滿足大模型實驗需求。（4）需要適當(dāng)長的聲速石實驗時間確保流場穩(wěn)定以解決超聲速燃燒和氣動力的實驗測量。同時滿足上述四個需求的激波高超聲速風(fēng)洞理論與技術(shù)一直是世界難題。最近，風(fēng)洞法鋪來自中國科學(xué)院力學(xué)研究所高溫氣體動力學(xué)國家重點實驗室的理論路激波研究團隊（姜宗林研究員、李進(jìn)平高級工程師、胡宗民副研究員，劉云峰高級工程師、俞鴻儒院士）取得了突破性進(jìn)展，在《國家科學(xué)評論》(National Science Review, NSR) 發(fā)表研究論文“On Theory and Methods for Advanced Detonation-driven Hypervelocity Shock Tunnels”。他們提出了先進(jìn)爆轟驅(qū)動超高速風(fēng)洞的理論與方法，為研制能夠覆蓋空天飛行器全包線的超大型高超聲速風(fēng)洞奠定了基礎(chǔ)。
激波研究團隊針對先進(jìn)空天飛行研發(fā)對高超聲速風(fēng)洞實驗研究的四大需求，分析了國際主流高焓激波風(fēng)洞技術(shù)的局限性，建立了系統(tǒng)的爆轟驅(qū)動高超聲速風(fēng)洞理論。進(jìn)一步提出激波反射型正向爆轟驅(qū)動方法（Concept of Forward Detonation Cavity Driver），借助爆轟波反射產(chǎn)生的上行激波，實現(xiàn)了爆轟波形的剪裁和重構(gòu)，解決了稀疏波導(dǎo)致入射激波嚴(yán)重衰減的學(xué)科難題，驅(qū)動能力比反向爆轟驅(qū)動模式提高了5倍。正向爆轟驅(qū)動器成功應(yīng)用于JF-10 爆轟驅(qū)動高焓激波風(fēng)洞，獲得總溫高達(dá)7000K的實驗氣流，其結(jié)構(gòu)示意圖和驅(qū)動性能曲線如圖所示。激波研究團隊還發(fā)展了正向爆轟驅(qū)動激波風(fēng)洞界面匹配條件，通過可燃混合氣組分的調(diào)制，實現(xiàn)了試驗氣體與爆轟產(chǎn)物的聲阻抗匹配，解決了入射激波通過氣體界面時的多次反射問題。界面匹配條件成功應(yīng)用于JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞，獲得的試驗時間長達(dá)100ms，比同類風(fēng)洞提高數(shù)十倍。
激波研究團隊創(chuàng)立的高超聲速風(fēng)洞理論與技術(shù)獲得了國家自然科學(xué)基金委“國家重大科研儀器研制項目”的資助，正在研制一座超大型正向爆轟驅(qū)動超高速激波風(fēng)洞，能夠覆蓋馬赫數(shù)10-25、高度35-90km的飛行包線，將為空天飛行技術(shù)驗證提供實驗手段，成為鋪就跨越大氣層星空之路的重要基石。
文章信息： On Theory and Methods for Advanced Detonation-driven Hypervelocity Shock Tunnels Zonglin Jiang, Jinping Li, Zongmin Hu, Yunfeng Liu, Hongru Yu https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa050
