2020年5月26日,中國航空工業(yè)集團公司空氣動力研究院的官方微信公眾號發(fā)表了一篇報道,該院設計建造的FL-62新型連續(xù)式跨聲速風洞,首次承接了某新型號飛機研制試驗。本次試驗的成功標志著FL-62風洞已具備承接型號試驗的能力,大國重器已隨時準備好為國家各類飛行器研制貢獻力量。另據(jù)外媒報道,F(xiàn)L-62風洞剛開始運行,就對一架未公開的新型飛機進行了測試,外媒猜測這架飛機很可能是中國的國產第六代戰(zhàn)斗機,比目前中國最先進的殲-20和殲-31都更先進。那么,F(xiàn)L-62究竟是一個怎樣的新型風洞?它測試的真的是中國的第六代戰(zhàn)斗機嗎?

  航空工業(yè)氣動院FL-62新型跨聲速風洞

  FL-62風洞

  FL-62風洞的專業(yè)稱謂,是2.4米連續(xù)式跨聲速風洞,它是我國風洞研究的專門機構之一——中國航空工業(yè)集團公司空氣動力研究院負責研制建造的。

  FL-62風洞為連續(xù)式、單回流高速風洞,主要用于型號試驗、預先研究等試驗任務。該風洞能夠滿足未來一段時期內各類先進型號飛行器的研制對常規(guī)測力測壓試驗的需要,其綜合試驗能力趕超國際同類風洞。其主要性能指標如下:試驗段尺寸:2.4m×2.4m;馬赫數(shù)范圍:0.3~1.6;總壓范圍:0.03~0.4Mpa;總溫范圍:293~333K;最大雷諾數(shù):1.3×107。

  FL-62風洞具有多個可更換試驗段,可以最大程度地滿足不同類型試驗需求。這座6620噸、17000立方米的FL-62風洞于2012年獲準建造,位于中國東北遼寧省沈陽市,是中國第一座大型連續(xù)跨聲速風洞。這是對中國航空業(yè)至關重要的基礎性戰(zhàn)略設施。

  風洞剖面示意圖

  外界為什么對FL-62連續(xù)式跨聲速風洞如此關注,并稱之為“中國第六代戰(zhàn)斗機研制的關鍵試驗設備”?

  連續(xù)式跨聲速風洞,是現(xiàn)代戰(zhàn)斗機研制重要的基礎設施。例如美國NASA著名的4.9米連續(xù)式跨聲速風洞,在業(yè)內就大名鼎鼎,它曾為美國研制多代跨聲速的超聲速戰(zhàn)斗機做出重要的貢獻。我國要研制新一代戰(zhàn)斗機,必然是超聲速的,它必然涉及到亞聲速、跨聲速和超聲速三個主要速度范圍區(qū)間,其中飛機的跨聲速性能十分關鍵,很多戰(zhàn)機氣動設計存在問題,在亞聲速和超聲速領域飛行十分穩(wěn)定,但一到了復雜的跨聲速領域,就會出現(xiàn)顫振、抖動、飛行品質下降甚至關鍵力學結構性能下降的問題,因此風洞試驗的測壓、測力試驗數(shù)據(jù)以及研究成果,對于新研制飛機有針對性地優(yōu)化跨聲速區(qū)間性能,改正設計缺陷,有非常重要的意義。

  據(jù)悉,F(xiàn)L-62能夠快速建立超聲速流場,在壓縮機不完全停車狀態(tài)下,通過更換試驗條件,精準控制馬赫數(shù)。還可以用來試驗矢量推力、氣動彈性、動力模擬、多體干擾和流動顯示燈數(shù)據(jù)。軍事專家們認為,借助這些數(shù)據(jù),新一代戰(zhàn)斗機的設計人員可以優(yōu)化該機的空氣動力學設計,使其在速度、航程、機動性和隱身性方面有更好的性能。同時,更先進的風洞也可能縮短戰(zhàn)機研發(fā)時間,因為它生成的數(shù)據(jù)將更準確。

  新型風洞內采用尾撐模式試驗的新穎氣動布局的風洞模型,外界猜測它就是六代機方案模型

  FL-62與未來中國六代機

  從FL-62風洞試驗的圖片報道我們可以看到,在風洞試驗段,的確有一架氣動設計十分新穎前所未見的新型飛機的風洞模型正在進行吹風試驗。那么這架戰(zhàn)斗機究竟是不是傳說中的第六代戰(zhàn)斗機呢?

  根據(jù)戰(zhàn)斗機研發(fā)的科研規(guī)律,一貫是服役一代、研制一代、預研一代,從目前看,殲-20第五代戰(zhàn)斗機的早期型號版本已經進入了小批量領先試用階段,接近于定型。因此,第六代戰(zhàn)斗機的預研也肯定要提上議事日程。第六代戰(zhàn)斗機的預研,主要是分解成各項關鍵技術同時進行分別的預研攻關,而總體氣動設計也是其中一項關鍵技術之一。根據(jù)戰(zhàn)斗機設計的一般程序,研究人員會根據(jù)第六代戰(zhàn)斗機的氣動設計理念,分批設計出各種不同構型的“新一代戰(zhàn)斗機總體氣動設計方案”,然后將這些方案制作成風洞模型,在風洞試驗設備上吹風試驗獲得數(shù)據(jù)并進行分析,即所謂的吹風選型。

  因此從FL-62風洞上出現(xiàn)的外形新穎的風洞模型來推測,我國第六代戰(zhàn)斗機的總體氣動設計預研工作已經展開,進行吹風試驗的設計方案肯定不會只有這一個,根據(jù)經驗,肯定還有幾十、上百甚至更多的方案需要進行吹風試驗,通過相當長的時間,來最終確定要研制的新機所采用的最佳氣動設計。

  洛馬公司NGAD第六代戰(zhàn)斗機設計方案,高度翼身融合體、取消尾翼是其氣動外形設計方案的主要特征

  而僅從那個外形新穎的風洞模型,其實也能看出一些東西,首先該風洞模型采用尾撐試驗模式,機翼后掠角很大,屬于高速氣動外形,機頭尖銳,與歐洲著名的“協(xié)和”客機有相似之處,這也是高速氣動外形的特征之一。該機翼身融合設計非常明顯,看不到有水平尾翼,整體飛機仰視布局接近于飛翼。而從目前公布的第六代戰(zhàn)斗機方案來看,取消尾翼或者平尾,采用類似或接近飛翼的翼身融合體布局是一個典型的共同特征,這種設計可以達到隱身性能更佳、速度性能更佳、阻力更小的目的。由此看來,世界目前正在研制六代機的航空強國在飛機總體氣動布局設計上思路幾乎一致——都是無尾或者無平尾、機頭前向進一步簡化、進一步翼身融合。所以說FL-62那個外形新穎的風洞模型,確實有可能是新一代戰(zhàn)斗機的風洞試驗方案模型之一。

  結語

  FL-62新型連續(xù)式跨聲速風洞這一“大國重器”設計建成投入使用,的確為我國研制包括第六代戰(zhàn)斗機在內的新一代航空飛行器提供了一項有力的試驗工具,可以說是吹響了前進的號角。未來中國的第六代戰(zhàn)斗機究竟具體是什么樣?我們不妨耐心靜待!

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