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文|張潤晨

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引言

說起風洞，大家估計會覺得，這不就是個模擬風的實驗室嘛！可您還別小瞧了它，風洞可是飛行器的“搖籃”，現代戰鬥機、超音速導彈、高超音速飛行器這些高精尖的東西，如果沒了風洞的加持，真的是寸步難行。

風洞實驗能把飛行器在空中飛行時遇到的氣流和空氣動力學問題，提前模擬出來，這樣一來，少了天上“試錯”的風險，多了安全性。

如今，這個領域的世界霸主，已經不是美國，而是中國！怎麼回事呢？這事兒說起來簡單，中國打造了一座世界最強的風洞——JF-22超高速風洞。有多強呢？最高可模擬30馬赫的飛行速度，這意味着可以測試出接近每秒10公里的風速。

美國自己的風洞呢，頂多能模擬15馬赫的環境，真真是“技術代溝”了。這下美國着急了，因爲他們的高超音速飛行器研發，已經被中國“甩”出二十年不止。

前不久，美國就派了個團隊，低調地向中國遞了份申請，想在中國的JF-22風洞裏做個測試。中國的回覆更是直接：“可以，50億美元，先交錢。”50億美元！

美國被嚇了一跳——這可是能買好幾架戰鬥機的價錢啊！不過要是真想繼續走在全球軍事科技的前列，這錢還得硬着頭皮交。

風洞的“內幕”：風吹出來的科技

風洞，聽起來像是簡單的實驗室，實際上卻是航空航天研究中不可或缺的工具。要造飛機，特別是高超音速的飛行器，先得知道它在空中是怎麼“挨風吹”的。風速、風向、氣流等複雜因素，都會影響飛行器的性能，而這些情況在設計階段是無法完全預測的。

這時候，風洞實驗就派上了用場。風洞能通過精確控制風速、溫度、溼度等參數，模擬出飛行器在高空中遇到的空氣動力學環境。

最早的風洞實驗其實可以追溯到19世紀末，當時萊特兄弟在研究他們的飛行器時，就先後建了兩個風洞。這兩個風洞幫助他們收集到了重要的實驗數據，爲他們最終成功實現人類首次動力飛行奠定了基礎。

不過，現代風洞可遠比當初的木箱風洞複雜得多。特別是如今高超音速飛行器的研究，已經不僅僅是“飛得快”的問題。要知道，當飛行速度達到5馬赫以上時，空氣的化學成分會發生變化，高速運動中的物體與周圍空氣的摩擦產生的高溫，足以讓金屬融化。

所以，超高速風洞的關鍵，不僅是風速快，還要能夠模擬高溫、低壓的極端環境。這就要求風洞有極其先進的控制系統，能夠模擬出30馬赫這樣的極限飛行條件。

JF-22風洞就是這麼一個怪物——它能在實驗室裏“吹出”30馬赫的超高速氣流，而全球範圍內能達到這個水平的風洞，寥寥無幾。

相比之下，美國最先進的LENS風洞只能模擬15馬赫的環境，德國的HEG風洞甚至只有10馬赫的能力，這使得中國的風洞技術一躍成爲全球領先。

技術的對比：美國爲何甘願繳費

說到這兒，大家可能會問，**美國那麼強，爲啥不自己造一個比JF-22更先進的風洞？**這話說起來容易，做起來可沒那麼簡單。首先，建造超高速風洞需要極高的科技含量和巨大的投資。

中國的JF-22風洞用了整整五年時間才完成，它的核心技術包括激波管等尖端設備，能夠在幾秒鐘內製造出極高速度的氣流。而且，風洞實驗時間雖然很短，通常只有幾秒鐘，但設備的耗能極高，測試一次的成本非常昂貴。

其次，高超音速技術是國家的戰略資源。簡單說，這玩意兒不僅能造超音速戰鬥機，還能製造出世界上最難防禦的高超音速導彈。這類導彈飛行速度極快，幾乎無法被現有的防空系統攔截，能夠大幅提升一個國家的軍事打擊能力。

正因爲如此，世界各大國都在搶着研究這項技術。而風洞，正是研究高超音速飛行器必不可少的工具。中國在這一領域的領先，直接讓美國這樣的軍事強國產生了危機感。

美國當然想繼續保持在軍事科技上的優勢，但自己的風洞跟不上時代，這就尷尬了。風洞技術差距，讓美國不得不“低頭”。雖然建造一個更先進的風洞理論上是可行的，但時間不等人，高超音速技術的競爭已經白熱化，美國沒時間慢慢等，只能“求助”中國的JF-22。

這也就不難理解，爲啥美國願意花重金來租用中國的風洞做實驗。50億美元，對於美國來說並不是小數目，但這背後反映的是對高超音速技術的迫切需求。

這個數字聽起來嚇人，但要知道，如果一個國家在軍事技術上落後，就等於拱手把戰略優勢讓給對手，錢再多也不換這份安全感。

風洞的祕密武器：爆轟驅動技術

咱們接着說中國的JF-22風洞，它能模擬出30馬赫的風速，靠的是什麼呢？答案是“爆轟驅動技術”。簡單說，就是利用化學爆炸產生的衝擊波來驅動氣流。這個聽起來有點嚇人，畢竟化學爆炸可不是鬧着玩的，但這正是JF-22的核心祕密。

一般的風洞使用的是機械壓縮機，來製造高速氣流。但機械壓縮機的效率有限，最多也只能模擬出15馬赫的速度。而爆轟驅動技術則可以在極短的時間內，產生出遠超機械壓縮機的高速氣流。這樣的技術突破，讓中國的風洞在模擬高超音速飛行器測試時，能夠更好地復現實際的飛行環境。

這項技術不僅讓JF-22風洞成爲了全球最強的風洞之一，也爲中國的航空航天和軍事技術提供了強大的支持。如今，世界上只有少數幾個國家掌握了爆轟驅動技術，而中國正是其中之一。這個技術的應用，極大地提升了中國在高超音速技術領域的全球競爭力。

風洞的意義：不僅僅是軍事

當然，風洞技術不僅僅侷限於軍事領域，它還廣泛應用於航天、民航、汽車等多個行業。比如，在航天領域，風洞可以模擬航天器在返回地球時，經過大氣層時的極端環境。這樣的實驗可以幫助科學家優化航天器的設計，確保其安全返回。

甚至民用領域，風洞也同樣有不可替代的作用。比如，汽車製造商經常使用風洞來優化汽車的空氣動力學設計，減少風阻，提高燃油效率。

中國的JF-22風洞，正是因爲其技術先進、應用廣泛，才成爲了世界各國爭相想要使用的“香餑餑”。但中國顯然沒有打算輕易“開放”這個寶貴的資源，特別是在與美國這樣的科技強國競爭時，中國更是小心翼翼地維護着自己的技術優勢。

50億美元的“門檻”，並不僅僅是爲了賺錢，更多的是爲了確保中國在這一領域的領先地位。對中國來說，風洞技術的領先，意味着在未來的高超音速技術競爭中佔據主動。

從風洞技術的角度看，中國的領先無疑打破了長期以來美國在航空航天技術上的壟斷。這種突破，不僅僅是科技的勝利，也是中國科研團隊多年努力的成果。未來，隨着中國在更多科技領域的崛起，這樣的“風洞之戰”恐怕會越來越多。

未來的高科技競爭，將不僅僅侷限在一個實驗室、一臺風洞設備，而是整個科研體系的比拼。這場科技競賽不光是中美之間的較量，也會牽動全球各國的神經。誰在這場比賽中領跑，誰就將掌控未來。

參考資料：

中國建成“世界最快”高超聲速風洞，能模擬30馬赫高超聲速環境 澎湃新聞 2023-06-09