为何大型风洞只有少数几个国家能建?

来源:互联网
责任编辑:鲁晓倩
字体:

为何大型风洞只有少数几个国家能建?


由用户SilentTurbine提供的知识:

航空航天专业的同学来回答一下这个问题。

如下图所示,就是所谓的风洞,就是用人工的方式在一个洞里面朝着要测试的设备吹出来风,来模拟这个设备运动起来与空气之间的相互作用、测试这个设备的性能【专业术语叫做气动性能】。一般来说,像飞机、航空发动机、导弹,甚至于汽车都需要放在风洞中来测试性能——这是设计过程中必要的一环。

而根据吹风的速度,可以分成低速风洞和高速风洞。速度最高的风洞甚至于可以吹出30倍音速的风速,来模拟航天飞机的运动情况。

比如说位于美国加利福尼亚的超音速风洞LENS-X,它是目前唯一能让风速达到30马赫的风洞,而目前中国最大的风洞是位于北京郊区的JF-12风洞,可以模拟十倍音速。

小的、低速风洞很容易建,但是大的、高速风洞很难建。

小的、低速风洞用风扇吹吹就可以形成低速气流了,所以很好建,甚至于很多大学里面都有一两个风洞【我们学校应该有三个还是四个吧】,但是大的、高速风洞可不是随便用电扇吹吹风就行了,而是要有一系列的复杂设备来把气流加速到那么高的速度,而且不是什么东西都需要放到这么高级的风洞里面来吹的,只有高超声速武器、航天飞机之类的才需要这样的高超声速风洞【如下图所示,是美国的高超声速试验器X-43A】。

所以说为什么大型的超高速风洞很少有国家建呢?有以下几个原因:

1,对于绝大多数国家没有必要。

实际上除了少数几个大国之外,已经很少有国家能够玩转得起高超声速飞行器了,而且国际环境也只允许少数几个国家拥有高超声速武器。就算不是高速风洞,普通的大型风洞也是给大型飞机、尤其是大型军用飞机和相关设测试气动性能用的,这些装备也不是一般国家玩得起的。

所以说对于绝大部分国家而言,没有必要建大型风洞。

2,技术复杂、耗能巨大、维护耗钱。

不要以为风洞就是吹吹风,技术很简单,但是你想要建起来还真的不容易,比如说下图的风洞,全长达到了265米,而且其中通过的可是超高速气流,不是随随便便就可以建起来的。

而且你就是建起来了,还不一定能够用得起,一些大型风洞,需要单独的水电站来进行供电才能够驱使这样的风洞运转,一开机就相当于一个几十万人口的城市在用电,简直就是可怕的电老虎。

另外,风洞本身花钱还不是大头,大头是大量的测试设备,特别是高超声速风洞,可能你建风洞十个亿,研发、购买测试设备也得十个亿,毕竟一次高超声速风洞试验可能就坚持几毫秒,而且是特别恶劣的高温、高压、高速环境,要在这么短的时间、这么恶劣的条件下进行测量,那样的设备可不是一般的设备。

所以说,想要建大型风洞,真的是要有需求、要有技术、要有钱,缺一不可,但是大部分国家是又没需求、又没技术、又没钱,那就自然建不起来了。


由用户迷彩虎军事提供的知识:

近日,中国空气动力研究院放出重磅消息,国产10倍音速超燃冲压发动机风洞试验获得重大突破,在短短5毫秒,即百分之一的眨眼时间以内,氢燃料在每秒3千米的超高速度之下瞬间点火并稳定燃烧,这一过程的实现,不亚于在龙卷风当中点燃一根火柴的难度。

与对飞行器气动构型进行吹气的一般风洞不同的是,这次实验所采用的风洞是专门为10倍音速超燃冲压发动机而打造的,因而也需要承受高温燃烧以及高速气动所造成的影响,其技术含量乃至难度之高,无需多言。

众所周知,人类目前对于涡轮风扇发动机的探索已经登峰造极了,那么为什么还要另辟蹊径搞什么超燃冲压发动机呢?其实根本原因就在于此,2到3倍音速已经是当前的技术瓶颈,再快的话,精密却又娇贵的发动机整体结构就会被巨大的离心力拽得分崩离析。

而超燃冲压发动机则没有这个问题,它能够将燃料点燃并压缩,最后再喷出以形成推力,整个过程就像打气筒一般直接且粗暴,由于没有涡轮以及叶片等构件的制约,搭载着这种发动机的飞行器,其最大速度理论上可以达到10倍音速。

在此之前,这个领域有涉猎且有突破的国家无非美国和苏俄,其中最著名的当属美国X43A以及X51A两型乘波体飞行器,前者早在2004年的时候就已经达到了7倍音速,不过随后因为燃料无法支持长时间燃烧而中止发展。

后来美国人决定降低速度,于是搞出了速度降低至5.1倍音速的X51A,虽然速度降下来了,但是却换来了426公里的航程,这也是目前为止高超音速飞行器飞行距离最远的记录,但总的来看,美国和苏俄所取得的成就都不能算作是真正的突破。

事实上,人类在追求速度的道路上所取得的成绩远远超出了大多人的想象,动辄超过多少倍音速的新闻已经充斥了我们的脑海,想把速度放大其实对于如今的人类而言,并不是什么天大的难事,即使是最普通的火箭发动机所推动的弹道导弹在末端的速度都可以超过30倍音速了,但是这需要携带大量氧气来供应燃料燃烧,无形中限制了其性能的发挥。

如果能够利用好大气层的氧气,不就可以省去这一环节了吗?于是,乘波体这种在大气当中高速翱翔的空天飞行器成了时下的热门研究课题,超燃冲压发动机就是研究乘波体的必须前提,而专用的风洞则是更进一步的前提。

在未来,无论是民用还是军用,无论是空间位移,还是第六代战斗机乃至空天轨道轰炸机,亦或者是高超音速打击武器,都将不可避免地采用超燃冲压发动机技术,目前,我国和美国均在这方面已经进行了多次试验,并积累了很多经验,将是未来该领域的探路者。

目前,挡在人类面前的困难主要有两点,其一,如何保证氢气燃料与氧气在毫秒之美瞬间融合并燃烧,注意,是稳定燃烧,超燃冲压发动机虽然有其结构先天优势,但物理性质毕竟是无法违背的,在超高的速度之下,任何物质的表面以及内在属性都是不稳定的。

其二,在于如何解决燃料燃烧过快的问题,虽然美国X51A已经取得了426公里航程的记录,但是这对于飞行器实用角度而言,很显然仍然是远远不够的,关于这个瓶颈,目前只能从飞行器本身体量以及燃料配比方面下手,未来究竟会有何发展,国产超燃冲压发动机能否弯道超车,目前仍不得而知。

加油吧!中国!加油吧!人类!


由用户浴火提供的知识:

如果简单的一点说,大型风洞技术之所以难,主要是在于它涉及面太广了,仅仅建造本身看上去简单一点,其实相当麻烦。如何设计属于一个技术难题,而不是如何施工,其实它的施工本现就是一种特别复杂的工程建设,不是随便找建筑公司就可以做成的,使用的许多设备都属于特殊设备,不是想买就可以在市场上买到的。

风洞也不是一个硬件问题,更涉及到许多软件的问题,软件系统也不是人们想象的那么简单,属于专门的应用软件,压根别想在市场上找到,其中使用这些参数或公式本质就是绝密等级别,没有人会告诉你的,往往对自己进行研究。

技术本身来说呢,还可以说是简简单单的,更重要的需要大量的专业人员。风洞只是提供了一个研究的平台,进行相关的研究,还需要相关的技术、人才等等,仅仅就是人才就不是可以花钱就可以请到的,还不是一个二个,通常论群算。

一两部风洞还简单,但是真正的风洞,实际应叫:风洞群,包括各种不同的风洞,把涉及到大量的工作,可以这么说就是,把中国或者美国的风度,完全送给别人,别人也不一定能够直接运转起来。


由用户天明遥遥山海关提供的知识:

主要是费钱,太费钱了。

造一座超音速风洞需要大功率能源支持风扇制造气流。还有通过形状设计,在局部达到超音速。

建造费用巨大,使用消耗电力巨大,甚至需要单独专门建设发电厂。

建造出来了,还要有使用单位。很多国家没有这个需求。目前能制造超音速飞机的没有几个。搞工程研究的也少。风洞设备长期不使用也不行。风洞数量和飞机设计的国家差不多。


由用户酒鬼999999999提供的知识:

大型风洞不说技术与建造,就说正常使用都不是小国能负担的起的,别的不说单论耗电量,就需要一座中等以上的水电站专门供应,它的耗电量最起码与中等城市相等


由用户浪客剑心50721029提供的知识:

小国有需求吗?一共才几十架飞机而且还是各种型号各种类型的。中美俄一型飞机的装备数量就上百,风洞成本平摊在每架飞机上就很便宜了。而且再过几十年,各个小国将有空无防,因为装备不起最先进的第五六代机,而不得不各自找大腿抱。


由用户我是真的负翁提供的知识:

没有这么大的地方

在没有什么工业研发能力的国家,弄个什么风洞来干什么?吹风吗? 这个问题有点搞笑哟!

为什么世界上没有几个国家自己生产飞机?

为什么没有几个国家自己生产火车?


由用户杠死一个是一个提供的知识:

无非就是钱的问题

请注意:本内容来自悟空问答,版权归悟空问答所有,本网旨在传播知识,不代表本网赞同以上意见,如有任何问题请与本网联系!

根据您访问的内容,您可能还对以下内容感兴趣,希望对您有帮助:

我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处

答:谁告你的,很多风洞都建在城市里埃哈尔滨有风洞,沈阳也有风洞,没建在山洞里,都在市区,什么年代了,建在山洞里有什么用,军事强国想打你,管你建在哪里,高速风洞占地面积大,山洞里也容不下,风洞技术相对来说含量一般,最保密的就就是吹什...

中国将建世界最高水平超级风洞多久完工?

答:3月16日,中科院高温气动力国家重点实验室工作人员透露,其团队正在研制的新风洞模拟马赫数可达10—25,试验流场直径2.5米,将是世界最高水平。 “作为先进飞行器的研发平台,建最高技术水平的风洞,全世界都在争。我们正在研制的这种新超高速风洞...

风洞一般多大,很难建造吗?

答:1.一般是1:20左右的模型机,精度还是不错的,采集到的数据在计算过程中会进行修正,还是很准确的。 2.主要是技术上难,如果仅仅是再造一个原有的风洞的话还是很简单的,至于鼓风机,那个压根不用考虑,买国外设备就行,高速风洞是先将气体充进一...

为什么国务院将绵阳批准建设中国唯一的科技城

答:因为绵阳有很多院士,估计是除北京外院士最多的地方了。很多科研院所,最著名的就是九院,中国工程物理研究院,搞核技术的,你懂的,中国就靠九院站起来的。还有中国空气动力研究院,有亚洲最大的风洞群,还有很多其他的研究院,不列举,自己可...

娱乐风洞 建一个需要多少钱??

答:我也关注过,看你要什么样的低速的上门设计加假设1.2米左右的要100多万,若是要高速的哪没数了最好的几千万,一般的也要400多万吧,反正投入很大建议建在旅游城市,可以就给分吧。

有谁能告诉我做一个建筑工程风洞试验,检测费用大...

答:(1)首先要确定试验目的。是做刚性模型试验还是弹性模型试验,通 常工程应用多为前者;此外是仅测平均风压还是要测脉动风压,一般对于比较刚的结构仅测平均风压就够了,而对于相对较柔的结构(比如幕墙结构),则需要测脉 动风压;另外,是测整...

硕士去广东省建科院物理所风洞实验室怎样?有没有对...

答:世界上著名风洞,且处于中国地区的风洞如下: 1、中国空气动力研究与发展中心 位于川西山区的中国空气动力发展与研究中心装备有亚洲最大风洞群,已累计完成风洞试验50余万次,获得各级科技进步成果奖1403项,是中国规模最大、综合实力最强的国家...

建设一个小型立式风洞都用哪些设备费用是多少?

答:风洞主要就是三块,一块是驱动,一块是控面,一块就是洞体了。 一般来说,就是两类,一类是可控机组带动轴流压缩机,是连续式风洞,时间长运作费用相对便宜一点,一般低速风洞比较多,一类是压气机压到贮气罐,然后高压进入洞体的,这种暂冲式风...

世界上的第一座风洞就是一个两端开口的木箱,你知...

答:低速风洞 实验段气流速度在130米/秒以下(马赫数≤0.4)的风洞。世界上第一座风洞是F.H.韦纳姆于1869~1871年在中国建造的。它是一个两端开口的木箱,截面45.7厘米×45.7厘米,长3.05米。德国的O.莱特和W.莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力...

境外单位出具建筑风洞试验报告国内认可吗

答:建设部发布的《建设工程设计招标投标管理办法》规定:投标人应当具有与招标项目相适应的工程设计资质。境外设计单位参加国内建筑工程设计投标的,应当经盛自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门批准。

声明:以上内容由用户提供,并不代表本网赞同其观点。如有任何不妥,请与不良与违法信息举报中心联系:513175919@qq.com

标签 :军事  科技  

www.book1234.com true http://www.book1234.com/w/kkjkyt/ytrsswjktfxykxtssyw.html report 38884
娱乐时尚
科技资讯
历史文化
真视界
旅游美食
精彩图文
我爱我车
母婴健康
关于本站 | 广告服务 | 手机版 | 商务合作 | 免责申明 | 招聘信息 | 联系我们
Copyright © 2004-2018 book1234.com All Rights Reserved. 布客网 版权所有
京ICP备10044368号-1 京公网安备11010802011102号
12345678910 热门社会娱乐体育军事汽车财经科技育儿历史美食数码心理时尚宠物收藏家居文化三农健康科学游戏动漫教育职场旅游电影教育考试: 学历财经建筑 医药公考资格外语电脑作文招聘中小学留学 文档 移民 文库专栏23问答中心z资讯z资讯1资讯涨资讯涨资讯1资讯问答图书馆知识IT编程数码信息解决方案信息中心IT科技问答新闻中心软件教室设计大全网络相关英语学习开发编程考试中心参考范文管理文库营销中心站长之家IT信息中心商学院数码大全硬件DIY企业服务网吧在线百科硬件知识手机平板汽车游戏家电精彩摄影现代家居IT女人经验健康养生猎奇创业攻略教育学习历史时尚潮流最近更新涨知识