中國新一代JF-22超高速風洞通過驗收,但專家質疑中國技術大幅領先美國
文/voa松仁
中共官媒近日透露,中國自主研發的新一代「爆轟驅動超高速高焓激波風洞」(簡稱JF-22超高速風洞)5月30日通過專家組最後驗收,並將投入中國天地往返運輸系統和超高速飛行器研發。
這項號稱領先國際的新一代超高速風洞坐落在北京北邊的懷柔山區,始建於2018年,2021年8月建成。風洞長167米,直徑四米,實驗氣流速度每秒可達三至十公里。
據中國官媒引述中國物理學家的說法,該風洞建成並通過驗收之後,可以模擬航天器重返大氣層的環境,供中國科研人員研發天地往返飛行器、高超音速導彈以及第六代戰機使用。
中國央視星期一說,中國科技部旗下的國家自然科學基金會最近在位於北京的中國科學院力學研究所舉行該專案的結題驗收會議,專家組一致同意通過驗收,並評價該風洞在有效實驗時間、總溫、總壓和噴管流暢尺寸等綜合性能指標方面處於國際領先水準。
據亞洲時報報導,中科院高溫氣體動力學國家重點實驗室研究員韓貴來在2021年的一次講座中表示,JF-22風洞可以模擬高達30馬赫的高超音速飛行環境,而且實驗時間長達130毫秒。而美國最先進的LENS II高超音速激波風洞只能類比7馬赫的速度以及30毫秒的實驗時間。
韓貴來當時聲稱,中國正在研發的JF-22風洞和2012年5月通過驗收的JF-2風洞可以讓中國的風洞技術領先西方「大約20至30年」。曾為中國研發其最先進的殲-20五代隱形戰機立下汗馬功勞的JF-12風洞可以模擬高達7馬赫的高速飛行環境。
但是高超音速和航太工程專家克裡斯·庫姆斯(Chris Combs)向歐亞時報表示,中國有關對JF-22的吹噓忽略了「全世界各種已經存在幾十年的風洞設施」。他說,全球好幾座風洞設施早就取得20馬赫或以上飛行速度的類比。
庫姆斯表示,30馬赫的速度只會「用於天外重返(月球和火星等)」,這意味著,「除非他們要從月球上發射導彈,否則這並沒有什麼真正的軍事價值」。
庫姆斯還表示,爆轟激波風洞本身也有問題,因為這類風洞「對空氣化學成分改變之大,已使飛行模擬失去航太的代表性」。
亞洲時報說,在1960至1970年代,美國國家航空航天局(NASA)所有的太空梭和航天器都在加州美國國家航空航天局艾姆斯研究中心的一座風洞進行測試,而該風洞測試的速度只能達到2至3.5馬赫。更多的測試是則是通過使用計算流體力學(CFD)軟體進行數位類比。
報導說,由於缺乏風洞,美國國防部下屬的防衛創新部門據說正在考慮放棄風洞測試,而是通過實際的飛行試驗直接獲取資料。
報導表示,防衛創新部門一位不具名發言人去年9月曾向媒體表示,該部門正在尋求一位商業夥伴來對一架供實驗用的原型機進行測試,該原型機的飛行速度要高於五馬赫,這也是高超音速飛行器和武器的門檻速度。
中國浙江省一位專欄作家在聽到美國國防部這一說法後感到十分驚訝。他去年9月曾在一篇文章中寫道,「這種做法違背了科學研究的基本程式」。
這人認為,只有風洞而不是軟體,才能類比真正的高超音速環境。他說,具備33馬赫速度能力的風洞對研發太空梭至關重要,因為太空梭需要以每秒11.2公里的逃逸速度穿越大氣層。
但是一位著名的博主2020年6月在一段視頻中指出,中國通常希望投資風洞,因為計算流體力學(CFD)軟體是中國的弱項。他還表示,中國官員通常喜歡投資硬體而不是軟體,是因為他們喜歡看到具體的實物和結果。