權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評論》(NSR)最新發(fā)表一項風(fēng)洞研究的突破性進展稱，中國科學(xué)院力學(xué)研究所團隊提出先進爆轟驅(qū)動超高速風(fēng)洞的理論與方法，為研制能夠覆蓋空天飛行器全包線的超大型高超聲速風(fēng)洞奠定了基礎(chǔ)。

中國科學(xué)雜志社20日通過網(wǎng)絡(luò)介紹，要通往無垠星空、浩瀚宇宙，跨越地球大氣層的高超聲速空天飛行技術(shù)是關(guān)鍵。60多年來，對高超聲速關(guān)鍵技術(shù)的驗證依然高度依賴于昂貴、耗時、低效的飛行試驗，而難以通過地面風(fēng)洞試驗完成，這大大阻礙了高效、快捷、低成本空天飛行技術(shù)的發(fā)展。

高超聲速風(fēng)洞實驗?zāi)M存在四個難點：一是不能用替代實驗氣體模擬化學(xué)反應(yīng)機制;二是為確保反應(yīng)過程的正常觸發(fā)，必須模擬氣流溫度以確保化學(xué)反應(yīng)進程的復(fù)現(xiàn);三是由于熱化學(xué)反應(yīng)的不可縮尺性，必須產(chǎn)生足夠大的試驗流場、采用足夠大的模型，解決非平衡流動模擬問題;四是需要適當長的實驗時間，以確保流場穩(wěn)定，從而完成超聲速燃燒和飛行器氣動力的實驗研究。如何同時滿足這四個難點的需求一直是世界難題。

中科院力學(xué)所高溫氣體動力學(xué)國家重點實驗室激波研究團隊姜宗林研究員、李進平高級工程師、胡宗民副研究員、劉云峰高級工程師、俞鴻儒院士在這方面的研究取得突破性進展。他們從前述四大需求出發(fā)，分析國際主流高焓激波風(fēng)洞技術(shù)的局限性，建立系統(tǒng)的爆轟驅(qū)動高超聲速風(fēng)洞理論，并進一步提出激波反射型正向爆轟驅(qū)動方法。借助爆轟波反射產(chǎn)生的上行激波，實現(xiàn)爆轟波形的剪裁和重構(gòu)，從而解決稀疏波導(dǎo)致入射激波嚴重衰減的學(xué)科難題，驅(qū)動能力比反向爆轟驅(qū)動模式提高了5倍。

同時，該研究團隊還發(fā)展出正向爆轟驅(qū)動激波風(fēng)洞的界面匹配條件，通過可燃混合氣組分的調(diào)制，實現(xiàn)試驗氣體與爆轟產(chǎn)物的聲阻抗匹配，解決入射激波通過氣體界面時的多次反射問題。

據(jù)了解，這項高超聲速風(fēng)洞理論與技術(shù)研究的重要成果，獲國家自然科學(xué)基金委員會“國家重大科研儀器研制項目”資助，并正在研制一座超大型正向爆轟驅(qū)動超高速激波風(fēng)洞，該風(fēng)洞將能夠覆蓋馬赫數(shù)10-25、高度35-90千米的飛行包線，為高超聲速空天飛行技術(shù)驗證提供實驗手段，成為鋪就跨越大氣層星空之路的重要基石。

《國家科學(xué)評論》是由科學(xué)出版社出版、中國科學(xué)雜志社編輯管理的綜合性英文學(xué)術(shù)期刊，中科院院長白春禮院士擔任主編。(記者 孫自法)

關(guān)鍵詞： 超大型高超聲速風(fēng)洞