美國空軍重新啟用高超聲速風洞試驗設施

導讀：【據航空周刊網站2026年3月2日報道】美國空軍已啟動一項計劃，旨在重啟一座能夠在模擬真實大氣條件下（馬赫數7，高度達12萬英尺）測試高超聲速飛行器及發動機的風洞。

空軍測試中心已發布一份“意向征詢通知”，尋求承包商來承接重啟位于俄亥俄州桑達斯基的美國國家航空航天局（NASA）阿姆斯特朗試驗基地的高超聲速試驗設施的相關工作。

多數試驗設施采用燃燒方式將空氣加熱至高超聲速飛行條件所需的溫度。然而，經過燃燒流經測試件的氣體（稱為“污染空氣”）具有與大氣不同的氣體屬性，可能影響測試結果。

該高超聲速試驗設施自2007年起封存，是一座吹氣式自由射流風洞，使用清潔、無污染的空氣模擬5-7馬赫、真實焓值的高超聲速飛行工況。該設施可容納長達10英尺、直徑達3英尺的模型，并提供長達5分鐘的試驗運行時間。

該設施并非通過燃燒加熱空氣，而是采用獨特技術：將純氮氣流經一個3兆瓦的石墨芯感應加熱器，加熱至極高溫度；隨后將超高溫氮氣與氧氣和氬氣混合，人工合成一種在其能量狀態和分子行為上都與地球高空自然大氣完全等效的試驗氣體。

該設施最初于20世紀60年代中期在美國NASA普拉姆布魯克站建成，用于“ Nerva”計劃下的核熱火箭發動機噴管測試，后經改造，為NASA的高超聲速研究發動機計劃進行硬件試驗。該設施于1971年準備就緒，但因NASA預算削減，于1974年被置于待命狀態。

該風洞直至20世紀90年代初才重獲生機，當時決定對其進行翻新并重新啟用。1996年，該設施開始進行速度高達6.6馬赫的超燃沖壓發動機進氣道試驗。然而，在同年9月的一次7馬赫試驗中，發生災難性故障，導致設施需進行大規模重建與升級。

改造工程于2000年完成，但美國當時對高超聲速技術的興趣逐漸消退，該設施于2007年再次進入待命狀態。當決定建造NASA電動飛機試驗臺（NEAT）以在模擬高度下進行兆瓦級動力系統端到端試驗時，考慮到其可用的電力和與液氫的兼容性，這座停用中的高超聲速試驗設施被選中。

到21世紀20年代初，意識到在高超聲速領域競爭中落后于俄羅斯和中國，美國發現自身缺乏能在陸地進行5馬赫以上速度系統試驗的設施。于是決定重啟包括高超聲速試驗設施在內的多個關鍵設施，但首先需將電動飛機試驗臺（NEAT）遷至普拉姆布魯克基地（后更名為阿姆斯特朗試驗基地）的其他位置。

隨著遷址后的電動飛機試驗臺即將完工，高超聲速試驗設施的重啟工作也進入加速階段。根據2月26日發布的“意向征詢通知”，空軍測試中心預計重啟工作將分兩個階段進行，耗時18-24個月。第一階段涵蓋子系統的修復或更換以及重新組裝。第二階段為演示與驗證，將單獨進行。

在第一階段，將翻新并重新認證3兆瓦石墨加熱器；檢查并修復配電系統；對控制硬件和軟件進行現代化改造并重新調試；修復并重新校準管控氣體和流體流動的儀器、傳感器、閥門和執行器。

空軍測試中心表示，一旦重新運行，高超聲速試驗設施的大尺寸和長試驗時間將允許對大型飛行級結構和推進系統進行試驗。該設施測試段長度可達10-14英尺，配備三種可互換噴管，可在5馬赫和6馬赫條件下運行長達294秒，在7馬赫條件下運行長達180秒。

來源：中國科協航空發動機產學聯合體

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