导语
一台能够吹出跨声速甚至超过三十马赫的风，对应的马赫数是远离我们所熟知的声速，这样的风洞显然是高超音速风洞，也是目前我们所熟知的风洞中尺度最大的一台，可以吹出范围最广、能够实际模拟空气动力环境的风洞。
然而，刚刚建成的这台风洞并不是出现在国外，而是落地在我国。
这台风洞被命名为JF-22高超音速风洞，已经开工建设多年，如今建成之后，JF-22高超音速风洞将成为世界上尺度最大、技术最先进的高超音速风洞。
我国在风洞领域的「战略部署」最终落地，JF-22高超音速风洞的建成意味着我国跻身世界领先。
钟摆和精密钟摆、炮和大炮的关系，高超音速风洞与超高超音速风洞的关系。
因为高超音速风洞的超声速气动环境真实模拟程度较高，往往被用于再入飞行器、导弹等大气层控制技术方面的研究。
那么超高超声速风洞呢?
它到底能模拟出什么样的飞行器气动环境?
又有哪些领域的研究能够使用它的数据?
风洞技术的发展。
风洞技术是一种靠模拟大气流动状态，来测试飞行器、发动机等航空航天器材空气动力特性的技术。
风洞内产生气流，再用飞行器、发动机等物模拟飞行，在模拟大气流动的同时，不断测试物体在不同马赫数、攻角下的空气动力性能，对物体的气动特性进行研究。
要让风洞模拟真实飞行器的气动环境，就需要在风洞内产生与飞行高度、速度、大气压力相对应的稀薄高速气流，完成这项任务的风洞就是超声速风洞。
20 世纪 40 年代以前，飞行器的设计很大一部分是根据试飞经验积累而来的，飞行器造型、翼型等很多设计方案都没有被理论充分测试过，这导致飞行器的空气动力性能不仅不可靠，而且在使用过程中会突然改变，造成试飞员和飞行器损坏甚至坠毁。
因此，研究人员迫切需要一种能够在地面实验环境中准确测试出飞行器空气动力性能的测试手段，风洞技术被用于解决这一难题。
第一个风洞是 1871 年由德国物理学家尤利乌斯维恩在一根钢管中实现的模拟飞机机翼周围的气流速度剖面，将力学实验条件从空气当中转移到管子内的水流中，这极大提高了试验的可靠性。
自从德国物理学家普朗特在 1871 年建成第一台机械风洞以来，风洞技术不断发展。
随着飞机在 20 世纪后期从超声速发展到高超声速，更高的速度带来更加复杂的空气动力问题，为了解决这个问题， 20 世纪 60 年代，美国研制出世界上第一台高超声速激波风洞。
在激波风洞内，风洞内的气流速度可以超过 5 马赫，激波和地面之间产生的边界层压缩，模拟超音速飞行器进入大气层时的激波环境，从而进行激波和边界层间的空气动力特性研究，这对高超声速飞行器的设计和测试都有着重要意义。
然而，激波风洞内的气流并不是真实环境，不适合模拟飞行器进入太空，大气层以外的太空环境，因此科研人员不满足于激波风洞的局限。
为了满足超高超音速飞行器设计和测试的需求，相继研制出脉冲爆轰驱动风洞和空膛风洞，这两种风洞可以产生超高超声速甚至超超超声速的气流，用于模拟大气层以外的太空环境。
空膛风洞利用氮气等惰性气体和活性气体的化学反应产生可达 8 马赫的气流，而脉冲爆轰驱动风洞更利用燃烧过程中的高温高压来产生气流，气流速度最高可达 20 马赫。
激波风洞。
可以产生 30 马赫的气流的风洞构建在这两种风洞的基础上，我国科研人员研制出一种新型的高超声速风洞，这种风洞采用液氢-液氧作为燃烧燃料，利用燃烧氢氧产生的高温高压气体驱动活塞直接产生超高超声速的气流。
液氢-液氧作为推进火箭的常用燃料，早已成熟应用于航天发射。
将其引入风洞，构建一种新型的活塞脉冲气体发动机，用于驱动风洞。
这种风洞采用液氢-液氧作为燃料，因此被称为液氢-液氧爆轰驱动风洞。
在液氢-液氧爆轰驱动风洞内，液氢和液氧在活塞下共燃爆炸，会产生大量的高温气体，高温气体的体积远大于液氢和液氧，因此会向外膨胀，产生气流驱动活塞向前行进。
为了产生高速气流，膨胀气流会穿过喷口，所以在碰撞喷口时会产生超音速的气流，这样就产生了模拟激波的气流。
液氢-液氧爆轰驱动风洞作为一种新型的气体动力风洞，与传统燃烧气体动力风洞相比，具有不少优点。
传统风洞中，高温高压燃烧气体需要通过膛管和喷嘴引入风洞中，这个过程中会产生多次临界过压事故，给试验和安全带来了很大风险。
而液氢-液氧爆轰驱动风洞的活塞是完全封闭的，没有这个问题的发生。
另外，液氢和液氧燃烧产生热量较少，因此风洞需要的制冷设备较少，也减少了成本。
自可能产出 30 马赫的风。
这种风洞被命名为 JF-22 高超音速风洞。
JF-22 高超音速风洞的建成将进一步推动我国尖端科技的发展，同时也为未来我国在空间探索领域的研究提供了更加真实的数据，带来更多科研成果。
在跨马赫数方面，JF-22 高超音速风洞能够跨过 30 马赫的大关，这将在某种程度上成为我国空间，尤其是超高超声速领域的压倒性优势。
氢氧爆轰驱动风洞的意义。
爆炸驱动风洞其实是一种很早就有的构想，在 20 世纪 50 年代，苏联物理学家 Keldysh 提出了这种想法，他认为爆炸燃烧产生的高温高压气体可以产生超高超声速气流，被用于模拟大气层以外的飞行器气动环境。
基于这个构想，苏联研制出了第一台爆炸驱动风洞，但其驱动效率并不高，主要是因为苏联当时认为石油是取之不尽用之不竭的能源来源，所以并没有在爆炸驱动风洞上投入资金。
石油资源的枯竭使得苏联爆炸驱动风洞研究中断，其爆炸驱动风洞的技术遗失于世。
爆炸驱动风洞前进进行研究，他们在 20 世纪 60 年代提出了自由活塞脉冲燃气发动机研究思路，研制出了一系列动力弹道实验的设备，包括自由活塞脉冲驱动气枪。
自由活塞脉冲气枪是基于爆热气体膨胀原理设计的，其活塞的作用是驱动高速气流，而不是阻挡爆热气体。
自由活塞脉冲气枪将爆热气体膨胀的热能转化为机械能非常高效，其功效远超苏联爆炸驱动风洞。
在克服初始活塞速度的不均匀性和燃气液体的击穿等困难之后，我国研制出了液氢-液氧自由活塞脉冲气枪和高超声速研究用活塞脉冲风洞，
其驱动效率大大提高，为建设世界一流的爆炸驱动风洞做出了重大贡献。
液氢-液氧自由活塞脉冲风洞的出现标志着我国建设爆炸驱动风洞迈出了重要的一步。
在此技术基础上，我国研制的 JF-22 高超音速风洞可以跨过 30 马赫，这意味着我国风洞技术已经达到世界领先水平，也迈入了爆炸驱动风洞领域。
这对于我国太空探索，以及导弹武器装备优化都有着直接的推动作用，这也正是我国科研人员不懈努力的最好见证，同时也为我国科研人员继续向前努力打下了坚实基础。
JF-22 高超音速风洞的出现也将会让更多氢氧爆轰风洞出现，建立更多风洞研究的基础。
未来航空航天方面的研究和发展都将在风洞的检测以及实验中得到验证，而爆炸驱动风洞的研究，也将成为未来科学技术的重要方向。
未来航天器、更先进的导弹、氢氧爆轰发动机，等方面也将有着重要的影响，这也标志着我国航天领域迈出了多大的步伐。
结语
我国早在 20 世纪 50 年代初期，钱学森就已经主持研制建成了世界上第一台激波驱动风洞，这一技术的突破让我国走上了风洞研究之路。
也正是钱学森都老学究，将风洞技术研究发展到了新的高度，也是建立我国风洞技术建立了坚实的基础。
也正是钱老学究和郭老学究将风洞技术的发展和研究，进行到最终落地的步伐，也标志着风洞技术的突破，展示了我国科研人员的实力和创新能力，这也为我国科研人员为国家民族复兴和科技独立奠定了基础。
我们也相信未来我国科研人员会越努力，在未来这个世界舞台上，一展自己的才能。
