中国风洞的建设起源于钱学森和郭永怀,他们在50年代的时候就敏锐发现了,未来会是高超音速武器的天下,于是,他们大力倡导研究风洞技术,郭永怀在1965年于四川组建了高速空气动力研究机构,1968年,郭永怀在此基础上又领导组建了中国空气动力研究与发展中心,也是比欧美更早规模性建设风洞实验室。这也是为什么中国风洞技术能够领先全球的原因。

而中国之所以能够在高超音速导弹上做到领先全球,最主要的还是,中国在高超声速风洞领域达到了领先世界20年的技术高度。这多亏了俞鸿儒院士独创的技术。

中国独创高超音速风洞技术

高超声速风洞实验模拟存在四个难点:(1)不能用替代实验气体模拟化学反应机制;(2)为确保反应过程的正常触发,必须模拟气流温度以确保化学反应进程的复现;(3)由于热化学反应的不可缩尺性,必须产生足够大的试验流场、采用足够大的模型,解决非平衡流动模拟问题;(4)需要适当长的实验时间,以确保流场稳定,从而完成超声速燃烧和飞行器气动力的实验研究。

俞鸿儒院士团队从上述四大需求出发,分析了国际主流高焓激波风洞技术的局限性,独创了爆轰驱动高燃激波风洞技术,建立了系统的爆轰驱动高超声速风洞理论,并进一步提出了激波反射型正向爆轰驱动方法。借助爆轰波反射产生的上行激波,实现了爆轰波形的剪裁和重构,解决了稀疏波导致入射激波严重衰减的学科难题,驱动能力比反向爆轰驱动模式提高了5倍。

目前全世界激波管强驱动方式共有三种:重活塞驱动、加热轻气体驱动以及俞鸿儒的爆轰驱动。

根据俞鸿儒建立的爆轰驱动高超声速风洞理论,由此打造了JF12高超声速复现风洞。JF12高超声速复现风洞有近300米长,是世界上最大的激波风洞,被国际同行称为“超级巨龙”(Hyper-Dragon),是国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型高超声速风洞,复现风洞理论和技术解决了困扰高超声速地面试验六十年的世界难题,实现了风洞试验状态从流动“模拟”到“复现”的跨越。