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空气动力学|几十载风洞研究，谱写中国空气动力学事业战歌( 三 )

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临近空间飞行器和天地往返飞行器速度范围覆盖了1.5-10公里/秒、飞行高度20-80公里 ， 几乎涵盖了整个大气层 。
对应于这样的飞行条件 ， 飞行器周围的空气不再是一成不变的双原子理想介质 ， 空气分子微团发生了复杂的热化学过程 ， 包括分子振动激发、解离与复合、电离等现象 ， 颠覆了传统风洞实验相似模拟准则 。
因此 ， 地面实验装置必须具备能够反映“高超声速流动独有的热化学反应机制”的能力 ， 使得地面设备的实验条件与飞行条件接近或者一致 ， 即实现“地面飞行”实验 。
“地面飞行”实验六十年研发步履艰难 ， 主要根源为传统高超声速风洞驱动功率小、实验时间短、测量精度低 ， 从而导致流动参数失真、气体介质特性失真和实验模型几何尺度失真 。 因此 ， “地面飞行”实验难度极大 ， 可谓难于上青天 。
目前 ， 国际上仅有中国的JF12复现风洞（已建）和JF22超高速风洞（在建）具备高超声速“地面飞行”实验的能力 。
JF12复现风洞已经北京怀柔美丽的雁栖湖畔建成 ， 构成了“钱学森国家工程科学实验基地”的重要部分 ， 是中国科学院北京怀柔科教产业园的第一个落户启动的项目 。 2016年 ， 该产业园已经在国家层面升级成为世界级原始创新战略高地——怀柔科学城 。
JF12复现风洞总长265米 ， 是迄今世界上最大、性能最先进的激波风洞 ， 成就了我国自主研制大型、先进科研装备的先例 ， 开创了我国大型气动实验装备建设由仿制向创新研制转变的新纪元：
【空气动力学|几十载风洞研究，谱写中国空气动力学事业战歌】（1）提出大功率激波风洞爆轰驱动技术 ， 变革了国际主流机械压缩模式；（2）提出长实验时间激波风洞技术 ， 有效实验时间提升一个量级；（3）提出复现风洞高精度测量技术 ， 大幅度提升极端条件下测量精准度 。

空气动力学|几十载风洞研究，谱写中国空气动力学事业战歌
△JF12复现高超声速飞行条件激波风洞 （图片来源：高温气体动力学国家重点实验室）
苦尽甘来、成绩斐然
在姜宗林研究员的带领下 ， JF12复现风洞经过4年建设 ， 于2012年5月顺利通过验收 ， 验收委员会一致认为 ， 该风洞同时实现了四项关键技术指标 ， 整体性能处于国际领先水平 。
2015年 ， 中国空气动力学会组织的鉴定委员会认为 ， 该风洞实验状态从“模拟”到“复现”的跨越 ， 攻克了60年来久攻未破的世界难题 ， 代表了国际高超声速风洞技术的领先水平 ， 对于新世纪宇航技术发展具有开创性影响 。
JF12复现风洞已成功应用于两个国家重大专项和航天部门多个型号的重大特种试验 ， 对专项关键技术突破、新型号研发和气动规律认知发挥了不可替代的关键作用 ， 在推动我国高超声速学科发展和避免飞行试验风险方面产生了重大社会效益 ， 得到了相关单位的高度评价 。

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