唯一的JF12超高音速激波风洞
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体验科技创新“加速度”作者:高雅丽来源:《科学导报》2018年第33期头戴耳机,手握操作柄,前面的大屏幕是一望无际的碧海蓝天,在指挥员的带领下,观众就可以在航空科学飞行互动模拟机上体验飞行的乐趣。
在军事博物馆,类似这样的交互式科技体验吸引不少观众跃跃欲试。
5月19~26日,2018年全国科技活动周暨北京科技周活动以“科技创新强国富民”为主题揭开帷幕,460余个展项将以实物、模型方式展出。
多项原创性科技成果亮相从“天眼”模型、国际首座复现高超声速飞行条件激波风洞JF12、“深海勇士”号4500米载人潜水器,到“墨子号”、大亚湾反应堆中微子实验、寒武纪深度学习处理器……在科技创新成果展示区,一系列重大原创性科技成果,让公众体会到“大国重器”的震撼力量。
市民李先生带着孩子,第二次来到科技周的活动现场。
李先生告诉笔者:“从孩子3岁的时候就带他感受科技周的各类展览,下午1点的时候我们就开始排队进场。
好多原创性的科技成果平常只能在网络看到,但通过这样的活动可以让孩子和科学来次亲密接触。
”在一面互动投影的主题墙前,国产大飞机、“复兴号”动车组列车、干细胞技术等重大科技创新成果被做成了萌趣十足的动画形式。
只要把手轻轻放在相应的画面上,它们就能“动起来”。
一系列的互动手段,让科研成果不再“高冷”。
现场笔者看到,冷原子研究、酿酒酵母染色体合成、寨卡病毒致病机制研究、石墨烯智能人工喉这些最新的前沿科技成果,以手绘漫画、信息图式、剪纸动画等形式展现,吸引了不少人驻足观看思考。
酷炫科技受热捧科技周上,哪里排队的人最多?那一定是和虚拟现实技术体验有关的项目。
VR眼睛、AR 沙盘、AR演播室,让公众体会到“上天入海”的真实感。
随着2022年冬奥会、冬残奥会筹备工作进入“北京时间”,科技创新支撑冬奥建设方面也有了不少新成果。
在VR滑雪体验区,正在上小学二年级的侯睿涵兴奋地说:“这里和真实的滑雪场没什么不同!”现场工作人员告诉笔者,现场立体音效把虚拟和现实场景结合,再加上仿真手持VR眼镜的效果,可以模拟科技馆体验馆、训练空间等场所。
JF12激波风洞:航空航天的“助推器”
李明丽
【期刊名称】《中国科技奖励》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】2页(P70-71)
【作者】李明丽
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究 [J], 刘云峰;汪运鹏;苑朝凯;罗长童;姜宗林;
2.JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究 [J], 刘云峰;汪运鹏;苑朝凯;罗长童;姜宗林
3.JF12激波风洞高Mach数超燃冲压发动机实验研究 [J], 姚轩宇; 王春; 喻江; 苑朝凯; 姜宗林; 司徒明
4.JF12激波风洞高Mach数超燃冲压发动机实验研究 [J], 姚轩宇; 王春; 喻江; 苑朝凯; 姜宗林; 司徒明
5.JF12复现高超声速飞行条件激波风洞开启我国大型气动实验装备建设新纪元 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国最可怕黑科技一、超级钢技术中国研制的超级钢,在技术上已经达到2200MPa并实现了量产。
北京科技大学罗海文教授团队运用他们在第三代汽车用锰钢时积累的经验,成功突破了超级钢研制的难题。
对于特种钢,要么具有高屈服度,但延展性较弱;要么延展性优良,屈服度不强,也就是两者优点同时兼备十分很难。
但最新的超级钢,不但具有高屈服度,而且又有高延展性。
《科学》期刊报道,中国研发出的新型特种钢,拥有2200Mpa的和16%的均匀延伸率,获得了极佳强度和延展性。
若拿各种船只钢材强度来比,普通民用船只需要250Mpa超级钢,而军舰则需要300Mpa左右的超级钢,能起飞重型战斗机的大型航母则需要达到800Mpa以上,深海潜艇则需要达到1100Mpa以上。
因此,2200Mpa的超级钢能够完美满足绝大多数场景的使用要求。
中国的超级钢有2大优点:一是成本低。
中国的超级钢是成分简单的中锰钢成分体系,其中,含有10%的锰、0.47%的碳、2%的铝、0.7%的钒,材料都是钢材料中常见的合金元素,没有通过使用昂贵的合金元素来提高强韧性;二是容易规模化生产:超级钢是通过工业界广泛使用的加工工艺来制备,比如热轧、冷轧、热处理等常规工业制备工艺,不是采用那些难以规模化工业生产的特殊加工工艺来制备。
因此,这种超级钢具备进行百吨级规模工业生产的潜力。
二、稀土分离加工技术中国是稀土加工技术强国,是全球唯一一个有稀土精炼能力的国家。
1)中国化学家徐光宪建立了自主创新的串级萃取理论,并且推导出100多个公式,成功设计出数套工艺流程,实现了稀土的回流串级萃取。
采用徐光宪科研成果生产的单一高纯稀土,实现了中国由稀土资源大国向稀土生产加工大国的转变。
中国出口的已不是稀土矿,而是加工过的高纯度稀土。
2006年,中国生产的单一高纯度稀土已占全球产量的九成以上,彻底打破美、法、日等国家对国际稀土市场的垄断格局。
因此,徐光宪被称作“稀土界的袁隆平”。
2)孙晓琦团队研发出新型清洁高效分离技术,团队不断开拓新型萃取体系,推动清洁高性能稀土分离技术的研发,率先开发出新型清洁高效“分离术”。
中国研高超声速激波风洞耗时48年“台上一分钟,台下十年功。
”这句话经常被用来形容让人惊艳的成绩背后,那些令人敬佩的苦功。
而对于科研仪器设备研发来说,台下的功夫又何止十年?我国高超声速激波风洞的研发过程就几近半个世纪!早在1965年,俞鸿儒在他年富力强的37岁时就受命研究先进高超激波风洞技术。
经过多年探索和研究,他创立了激波风洞爆轰驱动技术。
在中科院和863计划的联合支持下,1998年在俞鸿儒院士领导下,力学所建成了世界上第一座正式运行的氢氧爆轰高焓激波风洞JF10。
其后,研发团队先后于2003年探索出激波反射型正向爆轰驱动技术,2006年探索出正向爆轰驱动膨胀管技术,2009年探索出双驱动段正向爆轰技术。
正是在这些技术积累的基础上,2008年立项的JF12风洞才得以在短短4年后的2012年,就完成现场测试和项目验收。
作为首个具有中国人独立知识产权,其技术指标目前在国际上也是最先进的高超声速风洞,如今的JF12已成为国家重大工程主力设备,正在我国先进飞行器的研制中发挥着不可或缺的重要作用。
科学仪器设备产业是典型的国家战略性产业,不仅需要长期计划和连续积累,也需要持续不断的更新。
射电天文望远镜的关键设备——超导成像频谱仪的研制过程,就是一个不断更新的过程。
我国第一台自主研发的超导接收机1998年就已投入使用,在随后的十余年间,一边是天文观测和研究人员利用这台仪器做出了很多令人瞩目的研究成果,一边是那些仪器研发人员依据科研需求并结合现代科技进展做出使用效率有了20余倍提升的新接收机。
如今,2010年投入使用的超导成像频谱仪已经显示出它的威力,成为庞大的银河画卷巡天计划中最重要的“画笔”。
而在我们的采访过程中,发现紫金山天文台负责仪器研发的团队,又在打造更精微的芯片。
当十年期的银河画卷计划完成后,接收机会不会再次更新换代?答案似乎已不言而喻。
一台好装备,多年苦功夫。
不仅建成一台好装备,需要花费多年苦功,利用这台好装备做出好成果来,同样需要耗费苦功。
国家16个重大科技专项情况介绍.声明:转载于网络公开资料。
2006年通过的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中设立了16个重大科技专项。
根据《规划纲要》,“重大专项是为了实现国家目标,通过核心技术突破和资源集成,在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程,是我国科技发展的重中之重。
”这些项目是可以与“两弹一星”、载人航天、杂交水稻相类比的重大工程。
能量要比NIF和LMJ低一个量级。
兆焦耳级的激光装置“神光-Ⅳ”计划于2020年左右建成,实现热核点火和自持燃烧目标。
此外,快点火ICF等新技术路线的探索也在进行中。
“北斗”卫星导航系统是国家信息化建设的重大基础工程,其军用和民用价值都是毫无疑问的极其重要。
相关论述很多,这里就不讨论了。
最神秘的是“高超声速飞行器科技工程”。
2010年4月28日,美国试验了HTV-2a试验飞行器,这是美国发展PGS(全球快速打击)武器系统所进行了一次重要试验。
尽管试验失败,但美国还会继续这方面的研究。
可以预期的是,以HTV-2为代表的高超声速近空间飞行器将是继洲际导弹、人造卫星和航天飞机之后航天技术的一次重大飞跃。
利用同一平台,既可以投掷核武器,也可以进行快速常规精确打击。
此外,在这一技术基础上还可以发展各种战区级别的战术武器。
美国是以CPGS的名义来发展的,而我们则更关注导弹核武器的强突防能力。
面对美国反导能力的快速发展和我国海基核力量的地缘劣势,发展陆基部署的新概念核武器投掷工具对于我国确保未来的战略安全具有特别重要的意义。
根据最近媒体的报道,中科院力学所将在怀柔新建“钱学森工程科学实验基地”,包括新型空天飞行器实验室。
其中的一台JF12激波风洞“旨在满足我国研制新型空天飞行器的高端启动实验需求,解决国家中长期重大专项中的基础科学难题,为我国航天事业的发展提供强劲支持,该项目将是迄今为止世界上性能最先进的高超声速空气动力试验装置”。
2016年中国科技成就1.北斗系统。
差分仪试验成功将精度从10米提升到1米,配合地基增强系统精度将达到厘米级,并拥有短信功能。
2.2000预警机。
全世界最先进,领先美国E-3C预警机接近一代。
3.超级计算机。
“天河2号”以每秒33.86千万亿次连续第六度称雄。
4.雷达技术。
在国际上首次实现对车辆等典型人造目标的三维高分辨成像,这项技术在地理遥感和军事侦察领域有很好的应用前景。
”5.3D打印。
能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。
成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家。
6.激光技术。
深紫外全固态激光器通过验收,成为目前世界上唯一能够制造实用化、精密化深紫外全固态激光器的国家。
7.微晶钢(超级钢)。
居世界领先地位,我国是目前世界上唯一实现超级钢的工业化生产的国家。
8.脉冲强磁场实验装置。
跻身世界上“最好”的脉冲场之列,在电源设计和磁体技术方面取得的成就位列世界顶级。
9.纳米技术。
清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管,创造了新世界纪录,这也是目前所有一维纳米材料长度的最高值。
10.超轻气凝胶。
浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种0.16毫克/立方厘米的超轻气凝胶,刷新了目前世界上最轻固体材料的纪录。
11、量子存储器。
世界首个存储单光子量子存储器在中国诞生。
12.医学。
全球首个人工生物角膜日前成功完成临床试验,人工角膜移植后的总有效率超过了90%,愈后效果已经接近人体角膜。
13.风洞。
JF12激波风洞,试验时间100毫秒三倍于国外,国际上最先进的高超声速风洞。
14.量子物理学。
中科大测出量子纠缠速度下限,标志中国在“绝对保密”的量子通信这个未来战略性领域继续领跑全球。
15.微电子。
复旦大学微电子学院张卫教授团队研发出世界第一个半浮栅晶体管(SFGT)16.盾构机。
横断面宽10.122米、高7.27米,400多吨的世界最大矩形盾构机在郑州下线。
唯一的JF12超高音速激波风洞
JF12高超声速激波风洞是专门针对高达五倍音速以上的超高速飞行器试验。
“据我所知,JF12高超声速激波风洞是当今世界唯一的,就连世界上的一些超级科技强国都没有,它的唯一不仅在于它所产生的流场区域很大、气流速度较高、试验时间很长,更重要的是它应用了最独特的爆轰驱动技术,它还克服了自由活塞驱动技术的弱点。
你们应该为获得的可靠的高超声速试验数据感到十分骄傲。
”这是国际上著名的激波管技术专家、国际激波研究院创始人高山和喜教授对JF12复现高超声速飞行条件激波风洞的高度赞誉。
5月14日,中科院组织的权威专家对JF12风洞进行验收。
专家委员会都认为,这个项目是面向国家重大科技项目以及学科基础的研究需求,利用中科院力学所独创的反向爆轰驱动方法以及一系列的激波风洞创新技术而研制成功的国际首座可以复现25—40公里高空、马赫数5—9飞行条件、喷管出口直径2.5米/1.5米、试验气体为洁净空气、试验时间超过100毫秒的高超声速激波风洞,而且它的整体性能在世界超级科技强国中都处于领先水平。
而且该风洞具有高超声速飞行器试验的地面复现能力,因此为我国重大工程项目的关键技术突破以及高温气体动力学基础研究又提供了不可替代的试验手段。
“JF12激波风洞从概念、设计、加工、安装、调试、性能
试验一直到现场测试,总共历时4年。
中国项目组几经坎坷,几经艰辛,终于不辱使命,完成了这项艰巨的任务!”这是中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任、国家重大科研装备研制项目组负责人姜宗林在JF12风洞验收通过以后的感慨。
姜宗林告诉记者,民用飞机的飞行速度一般可以达Ma0.8(即马赫数0.8)以下的亚声速(一个马赫数是一倍声速)。
而高超声速指飞行器则可以达到Ma5以上的飞行速度,Ma7就意味着从北京到纽约的时间能够由现在的14小时直接缩短到2个小时。
姜宗林还说,高超声速科技是航空航天领域的高新技术,这关系到国家安全甚至国际战略格局,同时也是世界各个超级科技强国竞相研究的热点,然而高超声速飞行器的研究开发是离不开风洞这个摇篮的。
从JF12激波风洞的出现不难看出现在的中国正在努力向着超级科技强国的方向前进着,而且在今天中国军事力量不断强大的环境下,军事类的小说也同样给力,像青帝超级科技强国/book/12081.html,起点《星空之翼》http://www.qidian.con/Book/2165254.aspx,3G书城的《我是特种兵前传》(/book/221672),这些小说都备受读者的欢迎。
该项目组首创了超高压、大口径合金钢管的设计技术以及超高压爆轰段夹膜机设计技术,并且还同北方重工合作一起突破了高强度合金钢管大口径深孔加工技术。
因此可以说JF12激波风
洞的研制在很大程度上推进了我国重大科研装备的设计与加工技术的发展。
JF12风洞的研制是依据我国独创的爆轰驱动方法,并且进一步发展了一系列的自主创新技术,是其他超级科技强国所没有的,它的出现开启了我国大型气动实验装备建设由仿制到创新研制的新纪元。