你知道什么是风洞吗？大桥、汽车、飞机的设计都离不开它

很多小伙伴应该都听说过风洞，但风洞跟我们日常生活的直接接触并不太多，所以可能大家并不确切地知道它有什么作用。大桥、汽车、飞机的设计就离不开它，它是什么样构造，又是怎么工作的呢？为啥大桥、汽车、飞机的设计都离不开风洞呢？其实不仅仅是它们，所有跟风有关的事儿，都得能跟风洞搭上点关系。就像盖个高楼，造个导弹，发射火箭，甚至一些运动像自行车，这些都能用到风洞。为什么呢？

因为涉及到空气动力学了，空气动力学算是流体力学的一个分支，说的是空气是怎么流动的。其实所有能流动的像气体和液体，它们流动的时候绝大部分情况下都很不老实，而且气体自身又很容易被压缩，所以就更不老实。结果就是处在风中的物体受的力就会很不均匀，也不稳定。

再加上流速、压强和密度、温度这些变量就更复杂了。所以很多时候单独靠计算是不太行了，很多时候还是得实测，实测一般就两种方法，一种是真实条件下测，但这种一方面成本比较高，另一方面就是条件不可控。所以这个就要用到风洞。

就是在室内人为地提供一个稳定的、可重现的风环境，把要测的放到这个风洞里，然后调好风速还有各种参数，就开始吹。同时各种数据也都方便测。那这个风洞得吹多大的风呢？其实这风洞的功能跨度还是挺大的，像土木行业，设计桥梁，考虑气动特性，那就是模拟自然风最高等级的台风，每秒钟60米，那已经是相当高的了。

不过不管是哪一种风洞，大致结构都是差不多的。主要就是洞体、动力系统，还有测量控制系统组成。整个风洞最核心的就是它的动力系统。低速还比较好处理，弄一个大风扇就行，但是等速度开始越来越快逐渐超过声速的时候呢，再依靠风扇那就不太容易了。所以这时候工程师就想到了其他的方法，比如在试验段的前面装一个大的真空管子，试验的时候开阀，然后真空管就开始拼命的抽气，在这个试验段就形成了气流。

如果速度再快，就像咱们国家的JF12激波风洞，是世界上最先进的激波风洞了，用的就是反向爆轰驱动法，就是把可燃气体点着了，然后用高温高压的气体做驱动源。这个成果还获得了国家技术发明二等奖。这个风洞可以复现25到40公里的高空，5到9倍声速的高超声速飞行条件。请注意这里说的是复现，而不是模拟。

中国空气动力学专家鉴定结果给了很高的评价，认为JF12攻克了60年来久未攻破的世界难题，代表了国际高超声速风洞技术的领先水平。这里说的不是先进水平，而是领先水平，是世界上的首次发明，对新世纪宇航技术发展具有开创性的影响。除了动力部分，剩下最后的就是测控系统了，这一部分是干啥的呢？就是得控制好风吹得尽量稳定。还有试验过程当中各种参数的采集。

这个就是风洞的基本情况。这些年咱们国家的工程制造业发展得如此之快，像歼20、运20和C919，还有港珠澳大桥等等一系列的成就，这背后其实都有风洞的身影。咱们国家的风洞技术和规模也在逐渐的达到世界一流的行列，不同类型的风洞配置也都很齐全，甚至有的领域已经做到了世界领先。给进一步发展高精尖的工程制造提供了一个很好的保障。

易车号作者提供文章