中國(guó)風(fēng)洞沒(méi)有超越美國(guó)的時(shí)候，美媒稱(chēng)中方的高超音速飛行器將落后美國(guó)一個(gè)世紀(jì)；當(dāng)中方JF-12和JF-22激波風(fēng)洞取得成功，成為世界上最先進(jìn)的風(fēng)洞之后。美媒開(kāi)始酸了，聲稱(chēng)使用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬仿真，也可以媲美中國(guó)先進(jìn)的風(fēng)洞技術(shù)。那么，真的可以嗎？? ? ? ? ?

先說(shuō)結(jié)論，無(wú)論多么先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，多么厲害的科學(xué)家，現(xiàn)階段都無(wú)法使用計(jì)算機(jī)來(lái)代替風(fēng)洞試驗(yàn)，所謂的“數(shù)字風(fēng)洞”目前還是一個(gè)概念，處于嘗試階段，真正代替風(fēng)洞，還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。

• 中國(guó)風(fēng)洞領(lǐng)跑世界

首先，中國(guó)JF-12 復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22 超高速風(fēng)洞組合起來(lái)，使我國(guó)成為高超聲速領(lǐng)域唯一具備覆蓋全部“飛行走廊”實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膰?guó)家。最近，央視也詳細(xì)地走進(jìn)了JF-22內(nèi)部，細(xì)致地展示了其整合和細(xì)節(jié)，央視總結(jié)道：

JF-12復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞和JF-22超高速風(fēng)洞可分別實(shí)現(xiàn)每秒1.5-3km和每秒3-10km的實(shí)驗(yàn)條件，兩者共同構(gòu)成覆蓋馬赫數(shù)5-25、飛行高度25-90km的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。那么具體先進(jìn)在哪里呢？第一，從直徑上看，JF-22的流場(chǎng)可以達(dá)到2.5米，而國(guó)外只有1.5米，意味著中方可以放置更大的實(shí)驗(yàn)飛行器。第二，馬赫數(shù)為10的時(shí)候，JF-22可以維持40毫秒，而國(guó)外連一半時(shí)間都不到，另外數(shù)據(jù)檢測(cè)精度也更高；第三，JF-22 總溫高、總壓高、性能高，目前世界上沒(méi)有其它風(fēng)洞可以相比。

其實(shí)，中方宣傳的時(shí)候還是保守了一些，JF-22 最高可以達(dá)到33馬赫，時(shí)間維持上100毫秒不存在問(wèn)題。美國(guó)1994年建成的HYPULSE風(fēng)洞據(jù)稱(chēng)可以達(dá)到5—25馬赫，最高據(jù)稱(chēng)可達(dá)30馬赫，還有“國(guó)家高能激波風(fēng)洞”（LENS），速度也可達(dá)7—22馬赫，但是與中方的JF-12和JF-22除了在試驗(yàn)時(shí)間非常短，實(shí)驗(yàn)流場(chǎng)小無(wú)法滿足具有化學(xué)反應(yīng)流動(dòng)特征的氣動(dòng)性能試驗(yàn)需求。

中方的JF-12和JF-22使用的“正向爆轟”和“反向爆轟”技術(shù)，改變了國(guó)際上主流的機(jī)械壓縮模式，采用化學(xué)模式，耗電量很小。其他還有高溫條件下的測(cè)量精度等等，都是美國(guó)等無(wú)法突破的，因?yàn)樵缒攴艞?，現(xiàn)在想要追平還要從幾十年前的方向重新出發(fā)?？傊陲L(fēng)洞技術(shù)上，中國(guó)已經(jīng)領(lǐng)跑世界20多年了，在高超音速飛行器領(lǐng)域的顛覆性進(jìn)展與其密不可分。

• 計(jì)算模擬與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)相輔相成

計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際上主要是指，計(jì)算流體力學(xué)（CFD），但是其無(wú)法實(shí)現(xiàn)普適湍流模型。著名理論物理學(xué)家海森堡去世前就說(shuō)，他要去問(wèn)問(wèn)上帝兩個(gè)問(wèn)題：相對(duì)論和湍流。即便CFD分析之后也需要進(jìn)行模型驗(yàn)證，不能拿著計(jì)算報(bào)告就去造飛機(jī)吧？有錢(qián)的可以造一大堆等比例飛行器，在真實(shí)環(huán)境下，去挨個(gè)試驗(yàn)。而實(shí)際還是通過(guò)縮寫(xiě)比例在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)，配合CFD進(jìn)行分析。

其實(shí)，風(fēng)洞試驗(yàn)是獲取飛行器設(shè)計(jì)所需關(guān)鍵氣動(dòng)數(shù)據(jù)的主要途徑之一。在現(xiàn)代航空航天飛行器設(shè)計(jì)中，大部分的飛行器空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題是通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)的方法得到解決。雖然計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)的飛速發(fā)展以及在飛行器設(shè)計(jì)中的廣泛運(yùn)用正在逐步代替部分風(fēng)洞試驗(yàn)，但后者仍是飛行器各種型號(hào)研制過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)的快速發(fā)展和在飛行器設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用雖然能夠減輕飛行器風(fēng)洞試驗(yàn)的工作量，提高飛行器設(shè)計(jì)水平、縮短飛行器研制周期、減少飛行器研制風(fēng)險(xiǎn)，但對(duì)于復(fù)雜的氣流流動(dòng)現(xiàn)象，常規(guī)的數(shù)值模擬仍然難以得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

風(fēng)洞試驗(yàn)仍然是對(duì)飛行器氣流流場(chǎng)的真實(shí)物理模擬，其試驗(yàn)結(jié)果的可靠性與真實(shí)性是常規(guī)的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬無(wú)法替代的，因而是飛行器各種型號(hào)研制過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。兩者相輔相成，共同促進(jìn)飛行器研發(fā)進(jìn)程。實(shí)際上，實(shí)施計(jì)算模擬，首先需要一個(gè)物理模型，這正是風(fēng)洞要干的事情。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)模擬仿真需要風(fēng)洞試驗(yàn)以及自由飛模型等試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)建立模型，而兩者有機(jī)結(jié)合，才能發(fā)揮最大作用。

• 總結(jié)：

物理學(xué)本質(zhì)上是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，流體力學(xué)作為物理學(xué)的一支，終歸是實(shí)驗(yàn)出來(lái)的，無(wú)論理論多美好，計(jì)算多完美，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)是無(wú)法驗(yàn)證的。理論的發(fā)展離不開(kāi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)在流體力學(xué)研究領(lǐng)域有著不可替代的價(jià)值。也就是說(shuō)，外媒所謂的“數(shù)字風(fēng)洞”超越中方，根本無(wú)從談起。其實(shí)，承認(rèn)別人優(yōu)秀，真的不難！