又一國之重器通過驗收,JF-22超高速風洞長167米,可復現約30倍聲速飛行條件,成為研製新一代飛行器的搖籃。
JF-22超高速風洞成為新一代飛行器搖籃。央視截圖
各類飛行器在研發過程中,需要進行大量模擬飛行實驗,但又不可能真的讓飛行器頻繁上天試飛,於是風洞便應運而生,它相當於在地面人為建造一個「飛行天空」,是研製飛行器必不可少的大型氣動實驗裝置。
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JF-22超高速風洞成為新一代飛行器搖籃。央視截圖
JF-22內部可以進行一系列的空氣動力學的超高速實驗。
JF-12和JF-22覆蓋全部「飛行走廊」實驗能力。
早前剛剛通過驗收的JF-22超高速激波風洞,全長達到了167米,各項性能指標可以說是國際領先。作為研製新一代飛行器的搖籃,JF-22超高速風洞可以復現40至90公里高空、速度最高達每秒10公里、相當於約30倍聲速的飛行條件。可以說,JF-22將為中國的空天往返系統以及超高聲速飛行器研製提供了有力支撐。
JF-22在性能方面勝過世界上其它風洞。
中國科學院力學研究所研究員、懷柔激波風洞項目負責人姜宗林介紹,JF-22超高速激波風洞具有尺度大、時間長等特點,在性能方面勝過世界上其它風洞。
第一,尺度大。JF-22超高速激波風洞吹出來這個流場有2.5米的直徑,一般國外最大直徑1.5米,更大的直徑意味著可以放更大的飛行器。
第二,時間長。在馬赫10的時候JF-22達到40個毫秒,比國內國際的同類先進水平大概要有幾倍、成倍提高,實驗的結果的精度也高了。
第三,總溫高,總壓高,性能高。現在可以做到2500攝氏度到18000攝氏度,而總壓的話,我們可以做到100個大氣壓一直到10000個大氣壓。
JF-22超高速風洞的研發目標主要是為解決超高速飛行技術的試驗研究問題,在項目驗收後,科研團隊首先展開的就是天地往返飛行技術的研究。JF-22超高速風洞內部長甚麼樣?如何在裡面開展試驗工作呢?
央視記者揭秘JF-22超高速風洞及內部情況。
央視記者近日就探訪空天飛行高溫氣動全國重點實驗室,揭秘JF-22超高速風洞及內部情況。
畫面顯示,JF-22超高速風洞實驗艙裡面比較寬敞,它的直徑達到了4米,可以進行實驗的實驗模型的最大尺寸能夠達到長度8米,而氣流的最大速度能達到每秒3至10公里,從而可以進行一系列的空氣動力學的超高速實驗。
JF-22內部可以進行一系列的空氣動力學的超高速實驗。
中國科學院力學研究所研究員、懷柔激波風洞現場負責人韓桂來介紹,最近正要研究兩級或者多級入軌的這樣一個飛行器,火箭是垂直起降,將來會通過飛行器水平起降,飛到例如說30公里到40公里高度,再把第二級釋放出來,接著往上飛,形成這樣一個接力的模式,叫兩級或者多級入軌。最近研究人員也正在準備這樣一個相應的分離方案的實驗,主要就是來探索下面級跟上面級它產生一個分離的過程。
姜宗林說,就風洞研究的話,科研人員已經把高超聲波分離的概念解決了,另外還要做不同飛行速度下面都可以分離,這些情況做完之後,拿到這些數據的話,飛行器設計、飛行實驗就非常容易了。
那麼,作為飛行器的搖籃,風洞是如何工作的?激波風洞有何特點?
JF-12和JF-22覆蓋全部「飛行走廊」實驗能力。
2012年研製成功的JF-12復現風洞,總長265米,成為當時國際最大、整體性能最先進的激波風洞。近日完成驗收開始正式運行的JF-22超高速風洞。JF-12復現風洞和JF-22超高速風洞分別是對應領域規模最大、性能最先進的激波風洞,使中國成為高超聲速領域唯一具備覆蓋全部「飛行走廊」實驗能力的國家。
JF-12復現風洞和JF-22超高速風洞可分別實現每秒1.5-3km和每秒3-10km的實驗條件,共同構成覆蓋馬赫數5-25、飛行高度25-90km的氣動實驗平台。
科研團隊還將利用這一激波風洞實驗平台,展開滑翔式飛行器、天地往返飛行器、多級入軌飛行器等研究,覆蓋了從航天到航空一直到探測器的整個範疇,具有很大的應用領域,支撐和服務國家高超聲速科技領域重大需求和關鍵技術攻關。
止戈堂
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央視詳細披露遼寧艦航母編隊近期於宮古海峽以東,開展艦載戰鬥機飛行訓練的細節。訓練期間,遼寧艦編隊一度進逼到距離日本九州地區不足400公里海域,如此近距離也讓這次訓練備受矚目。
央視明確提到一個細節,當時代表遼寧艦編隊向日本艦艇通報訓練資訊的,正是有著055型萬噸大驅之稱的南昌艦。在整個航母編隊中,它擔當著至關重要的指揮艦角色。這是央視首次曝光由055萬噸大驅擔任航母編隊指揮的實際案例,為外界深入了解航母編隊指揮體系提供新視角。
央視畫面顯示,055 型萬噸大驅南昌艦在航母編隊中擔任指揮艦角色,屬官方首次公開實例。
或許有人會疑惑,遼寧艦作為編隊核心,為何不親自擔任指揮艦呢?對此,軍事專家表示,這主要涉及指揮資源問題。若將編隊指揮所設於航母上,那麼航母除了要負責艦載機的起降調度和作戰指揮之外,還需兼顧自身防禦以及整個編隊的指揮協同工作。
航母戰鬥群需同時處理艦載機調度、防空掩護及編隊協同等多項高強度任務。
在實際作戰或日常任務中,若將艦載機調度、防空作戰與整個編隊指揮同時集中於航母,勢必令指揮系統、通信資源及人員承受極高負荷。在這樣的高負荷運轉狀態下,就特別容易出現「顧此失彼」的不良情況。比如說,一旦遭遇到突發狀況,航母指揮層就會陷入極為忙碌和緊張的局面。一方面要迅速調度艦載機緊急起飛,去執行攔截任務,以應對突發的威脅;另一方面又得精心協調指揮編隊的防空作戰,確保整個編隊的安全;同時還得深入規劃編隊下一步的行動方向和策略。如此一來,指揮資源就會顯得十分緊張,難以高效地應對所有的任務需求。
除此之外,從現代航母的發展趨勢來看,其發展方向明確地指向艦島要越做越小。這種設計理念旨在優化航母的整體佈局和性能。然而,如果要將編隊指揮機構加入到航母之中,那麼原本就有限的艦島內空間就會變得異常緊張,各個部門和設備的安置都會面臨很大的困難。而且,通信資源也會因為更多的指揮需求和資訊交互而變得極為緊張。這種緊張的狀況既不利於對艦載機進行高效的指揮,無法及時準確地傳達指令和獲取回饋;也不利於對編隊進行有效的指揮,難以實現編隊內各艦艇之間的協同作戰和資訊共用。
美軍「藍嶺」級指揮艦專責艦隊及航母戰鬥群指揮,艦上集中配置通信與指揮系統。
美軍洞察到這一情況後,特意研發了專門的「藍嶺」級指揮艦。該艦不裝備武器,而是配備了大量的通信與指揮系統,專門負責艦隊及航母戰鬥群的作戰指揮工作。
央視畫面顯示,055 型萬噸級驅逐艦南昌艦具備完整編隊指揮所配置,解放軍未另設專用指揮艦,而是以主力驅逐艦承擔航母戰鬥群指揮任務。
解放軍並未設計專門的航母編隊指揮艦,而是在設計055大驅時,就將編隊指揮問題納入考量。因此,該艦的硬體與軟體配置足以承擔整個航母戰鬥群的指揮任務。
055型驅逐艦自身配備有中國海軍新一代編隊指揮系統,可融合各艦艇以及本艦各感測器的探測資訊、後方指揮機構下達的情報資訊,還有空中與太空偵察要素的探測資訊,進而生成戰場敵我綜合態勢圖,供編隊指揮使用。
055 型驅逐艦在設計階段已納入編隊指揮需求,具備多層通信與資訊整合能力。
同時,055型驅逐艦通信設備配置完備,涵蓋短波、超短波、微波等各波段的視距內與超視距通信設備,電臺與衛星通信設備豐富多樣,且帶寬餘量充足,足以滿足高強度作戰的通信需求。此外,055型驅逐艦排水量可觀,艦體尺寸較大,內部艙室充裕,能夠容納完整的戰鬥群指揮班子,因此完全有能力承擔整個戰鬥群的指揮任務。
當055型萬噸大驅擔任航母編隊指揮艦後,從指揮架構、態勢感知、攻防協同等多個層面來看,整個編隊的作戰效能都能夠實現質的提升,此次南昌艦指揮遼寧艦編隊,為外界觀察這一指揮模式提供了具體實例。
萬噸級艦體為 055 型驅逐艦提供充裕艙室空間,可容納完整航母戰鬥群指揮班子。
在指揮架構方面,南昌艦擔任指揮艦後,遼寧艦無需再分心進行編隊協調管理,可將主要精力聚焦於艦載機行動以及自身航行安全。
可以說,055萬噸大驅擔任遼寧艦航母戰鬥群指揮艦,有效化解了傳統模式下「航母無暇兼顧,與編隊指揮存在衝突」的難題。通過明確分工,使航母與055大驅各盡其責,又借助先進的資訊系統將整個編隊凝聚成一個整體,達成「1+1>2」的成效。
在新指揮架構下,航母可專注艦載機運作,而編隊指揮任務則由 055 型大驅承擔。
從先前南昌艦逼退外艦、對抗外軍航母編隊,到此次正式擔任遼寧艦編隊指揮艦,能夠看出中國海軍對055大驅的定位早已不局限於「帶刀侍衛」,而是將其視為支撐遠洋作戰的核心樞紐。這種變革,不僅使遼寧艦航母戰鬥群的整體作戰效能實現了質的飛躍,更彰顯了中國海軍在邁向深藍的征程中,對現代海戰規律的深度洞悉與戰術革新。