說起中國這些年航空航天和汽車領(lǐng)域的硬家伙,總覺得離不開一個(gè)詞兒——“吹”。不是隨口吹牛,而是實(shí)打?qū)嵉娘L(fēng)洞試驗(yàn),那股子人工造出的風(fēng),吹出飛機(jī)導(dǎo)彈的形狀,吹低汽車的風(fēng)阻,吹出國家實(shí)力的底氣。
風(fēng)洞煉戰(zhàn)鷹,隱身護(hù)藍(lán)天
殲20這架第五代戰(zhàn)斗機(jī),服役十來年了,成了空軍的主力干將??伤橇骶€型的鴨翼布局和低可偵測外形,靠的就是綿陽中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心的風(fēng)洞群反復(fù)吹出來的。中心從上世紀(jì)六十年代起步,那時(shí)候“風(fēng)雷”1號(hào)超聲速風(fēng)洞一投用,就填補(bǔ)了國內(nèi)航空試驗(yàn)的空白。
殲20研制時(shí),從2008年模型設(shè)計(jì)開始,就把縮小版機(jī)身推進(jìn)低速風(fēng)洞里,風(fēng)機(jī)一轉(zhuǎn),空氣加速到馬赫0.8,傳感器抓數(shù)據(jù),調(diào)整鴨翼角度,迭代了二十多次方案。高速風(fēng)洞里側(cè)跨音速流動(dòng),煙霧注入尾流,看激波鏈條,優(yōu)化進(jìn)氣道唇口,減少邊界層分離。結(jié)果呢,累計(jì)七千多小時(shí)試驗(yàn),直接決定了它那“顏值即戰(zhàn)斗力”的外形。
別小看這些吹風(fēng),JF-12高超音速風(fēng)洞2012年一建好,就模擬7馬赫環(huán)境,姜宗林那團(tuán)隊(duì)拿了美國航空航天學(xué)會(huì)的地面試驗(yàn)獎(jiǎng)。殲20的隱身涂層和氣動(dòng)彈性,也在氣動(dòng)彈性風(fēng)洞里驗(yàn)證過,數(shù)值計(jì)算加風(fēng)洞試驗(yàn),避開飛行試驗(yàn)的代價(jià)高昂。
中心風(fēng)洞群現(xiàn)在有五十多座,低速高速高超全覆蓋,建起來花了上千億,周邊還配發(fā)電站水庫,維護(hù)成本高得嚇人??烧?yàn)檫@,殲20才能在高原高攻角穩(wěn)穩(wěn)飛,機(jī)動(dòng)性甩開老款戰(zhàn)機(jī)一大截。
這套體系不光幫軍機(jī),還輻射民用和航天。運(yùn)20的超臨界機(jī)翼,就在西北工業(yè)大學(xué)和中航工業(yè)的聯(lián)合風(fēng)洞里吹出來的,減阻增升,載重大航程遠(yuǎn)。中心建于1968年,汶川地震后重建得更牢靠,現(xiàn)在還能駕馭閃電,模擬高超音速飛行器的熱障。
成就擺那兒,承擔(dān)一千七百多項(xiàng)國家課題,五十萬次試驗(yàn),支撐從導(dǎo)彈到飛船的全鏈條。接地氣點(diǎn)說,這就像給戰(zhàn)鷹量身定做衣服,先在風(fēng)里試穿,合身了才上陣護(hù)藍(lán)天。沒這底子,殲20的實(shí)戰(zhàn)能力就打折扣,空軍現(xiàn)代化也慢半拍。
試驗(yàn)筑民航,大夢(mèng)首飛成
C919從立項(xiàng)到商業(yè)運(yùn)營,八年多時(shí)間,風(fēng)洞試驗(yàn)功不可沒。中國商飛2008年啟動(dòng)項(xiàng)目,目標(biāo)中短程干線客機(jī),氣動(dòng)設(shè)計(jì)從頭到尾都靠風(fēng)洞群把關(guān)。2012年,全尺寸機(jī)頭模型推進(jìn)FL-3大型低速風(fēng)洞,風(fēng)速三百公里每小時(shí),粒子圖像測速抓流場,修整襟翼鉸鏈,防高攻角失速。
結(jié)冰風(fēng)洞模擬零下二十度,水滴噴出結(jié)霜,加熱帶融冰,調(diào)整周期到三十秒,確保翼尖不藏隱患。超臨界風(fēng)洞測跨音速,激波管安裝,壓力陣列讀數(shù),優(yōu)化機(jī)翼后緣,降振動(dòng)八成。首飛前夕,2017年5月5日,最后一輪全尺寸驗(yàn)證,轉(zhuǎn)盤懸掛機(jī)身,迎角從零到三十度,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸,定型方案就這么敲定。
這些試驗(yàn)累計(jì)三千五百小時(shí),碳纖維復(fù)合材料占比十二點(diǎn)五%,鋁鋰合金蒙皮加工,風(fēng)洞數(shù)據(jù)幫著減重十四%,燃油效率高五點(diǎn)六%。2022年9月29日拿型號(hào)合格證,2023年5月28日首商業(yè)航班MU9191,上海虹橋到北京首都,兩小時(shí)二十五分。
運(yùn)營兩年,正常率九十七點(diǎn)二四,飛行二十二萬小時(shí),春運(yùn)日利用八點(diǎn)一二小時(shí),追上國際同類水平。2025年產(chǎn)能五十架,交付累計(jì)三十架,東航南航全線開通,上海到成都深圳香港,甚至東南亞測試飛曼谷。訂單近千架,主來自國有航司,產(chǎn)業(yè)鏈拉動(dòng)上千家供應(yīng)商。
國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)長江1000A也快跟上了,2011年立項(xiàng),2018年點(diǎn)火,2022年適航取證。2025年三月飛行測試,馬赫零點(diǎn)八推力驗(yàn)證,性能超預(yù)期。院士張彥仲八月在央視說,進(jìn)展良好,很快交付,2027年CAAC認(rèn)證批量裝機(jī),2030年規(guī)模運(yùn)營。美方五月暫停LEAP-1C出口,一個(gè)月后白宮放行,可中國不慌,早有備胎。
風(fēng)洞不光吹飛機(jī),還測經(jīng)濟(jì)性,舒適噪控,百萬小時(shí)故障率低于十的負(fù)九次方。ARJ21支線機(jī)2014年合格證,2016年交付,累計(jì)八百小時(shí)高原熱帶全測過。說到底,C919這大夢(mèng),不是空談,是風(fēng)洞一層層吹實(shí)了,民航從支線到干線,步步為營,展了國家雄心。
優(yōu)化推電驅(qū),節(jié)能風(fēng)領(lǐng)航
新能源車這塊,風(fēng)洞優(yōu)化風(fēng)阻系數(shù),直接關(guān)乎續(xù)航和油耗,等同于給車子減負(fù)省電。比亞迪漢EV轎跑式設(shè)計(jì),封閉前臉貫穿腰線尾擴(kuò)散器,風(fēng)阻0.233,氣流通道順溜,減少湍流。極氪001獵裝造型,也靠風(fēng)洞迭代,底盤封裝輪轂護(hù)板,優(yōu)化路徑降亂流。
長安阿維塔12,宣稱0.21Cd,五月風(fēng)洞直播自證,底盤前輪擋板斜坡后護(hù)板拓寬,側(cè)風(fēng)響應(yīng)穩(wěn)。重慶風(fēng)洞2019年投用,亞洲首環(huán)境模擬,雨雪高溫風(fēng)速二百五十公里,測風(fēng)噪穩(wěn)定性。2025年阿維塔06獲十佳低風(fēng)噪車型,中國汽研風(fēng)洞中心頒的,空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)牛。
天津中汽研風(fēng)洞2021年環(huán)境型,高原低氧模擬,電池艙風(fēng)流繞冷卻板,優(yōu)化風(fēng)道彎曲,續(xù)航多五公里。上海地面交通工具中心2005年建,占地五千平,漢EV模型軌道固定,激光多普勒掃描輪拱,調(diào)整后視鏡傾角,噪降十貝。
廣汽2025年七月廣州復(fù)合風(fēng)洞,四千五百平,煙霧注入車底流線,散熱格柵開口調(diào),風(fēng)阻從0.25到0.22。風(fēng)洞測試貴,一次幾萬到幾十萬,可對(duì)新能源車,省一克油就值,國際清潔交通委員會(huì)數(shù)據(jù),低風(fēng)阻節(jié)能關(guān)鍵。車企北汽比亞迪長安奇瑞東風(fēng)一汽吉利長城廣汽海馬哪吒高合江淮江鈴零跑理想蔚來上汽,全在用這工具迭代。
風(fēng)阻影響冬季續(xù)航,Cd小了,受空氣阻力小,高時(shí)速省電多。阿維塔五月爭議,博主測0.28Cd,廠家懸賞五百萬征線索,實(shí)測天津中汽研,數(shù)據(jù)對(duì)齊。
風(fēng)洞不光汽車,還吹高鐵大橋,東方明珠首都機(jī)場奧運(yùn)火炬,全測過。新能源車外形越來越溜,節(jié)能美觀兩不誤,就跟日常開車,風(fēng)順了油門輕點(diǎn),錢包鼓點(diǎn)。優(yōu)化這事兒,邏輯簡單,內(nèi)涵深遠(yuǎn),國家從燃油到電動(dòng)轉(zhuǎn)型,風(fēng)洞推一把,領(lǐng)航未來。
總的來說,從殲20的戰(zhàn)場利劍,到C919的民航脊梁,再到新能源車的街頭主力,這些“吹”出來的家伙,串起中國制造的自信。風(fēng)洞群從五十年代空白到世界第一,靠的就是那股子不服輸?shù)膭蓬^。不是一蹴而就,而是數(shù)據(jù)一層層堆,試驗(yàn)一輪輪過。
老百姓坐上C919飛天,開上比亞迪漢跑路,都能感受到這份實(shí)惠。展望下,C929寬體機(jī)在路,長江2000大涵道亮相,高超音速客機(jī)模型已吹,新能源氫燃料車風(fēng)道優(yōu)化跟上。風(fēng)繼續(xù)吹,國家繼續(xù)強(qiáng),這路越走越寬。
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