据央视8月22日报道，我国JF-22超高速风洞项目于2018年3月启动，已进入现场安装阶段。预计2022年建成投入使用，可用于30倍音速的高超声速研究。航空航天世界正在进入高超音速竞赛。第一枪是中国打响的，也就是2017年3月6日，第21届国际航天飞机暨高超声速系统与技术会议。会上，中国大方展示了大量理论研究和实验成果，美国大吃一惊，急忙迎头赶上。JF-22的完成对于中国保持领先地位非常重要。
航空技术突破音障后，大踏步前进，直至撞上热障。飞行速度和高度的上限一般稳定在双三（三倍音速，三万米高度），不会增加。另一方面，弹道导弹的速度和高度要高得多，它们的部分甚至大部分射程都在大气层外，但基本上只能沿着固定的抛物线轨迹飞行，改变轨道的能力非常有限。这也是弹道导弹防御的基础：只要探测并确定弹道导弹的初始弹道，就可以准确计算出整个弹道和目标，以及反导的发射时机、飞行轨迹和拦截点可以据此准确计算。高超音速是填补双三和超大气飞行的空白，结合了速度和机动飞行的优势。以美国HTV-2为例，其发射速度为M20，垂直射程近万公里，横向机动距离为5400公里，这使得传统的基于固定弹道学的导弹预警反导计算毫无意义. 但这是理论上的表现，HTV-2 的两次试验都失败了。这使得传统的基于固定弹道学的导弹预警和反导计算毫无意义。但这是理论上的表现，HTV-2 的两次试验都失败了。这使得传统的基于固定弹道学的导弹预警和反导计算毫无意义。但这是理论上的表现，HTV-2 的两次试验都失败了。
由于与空气摩擦产生的热量，高超音速飞行注定只能在3万多米的高度上实现。不仅环境温度低，空气也稀薄。在正常的大气内飞行条件下，空气分子间距可以忽略不计，气动行为类似于波动。然而，在特别稀薄的高层大气中，空气分子之间的距离不再可以忽略不计。在高超音速飞行的强烈压缩下，空气的行为就像波粒二象性，非常复杂。同时，空气的热力学性质与空气动力学性质相互作用，因此有时将它们放在一起考虑，统一为空气热力学，也称为高温气体动力学。
当飞行物体的速度超过音速时，就会形成冲击波。在低超音速下，激波前沿后面的气流也可以视为亚音速，这是超音速战斗机机翼和战术导弹机翼的设计基础。高超音速之后，不仅机翼和弹性机翼的阻力急剧增加，而且发热和散热问题也无法解决，必须另寻解决方案。
机翼（或弹性机翼）只是产生升力的最常见方式。另一种方法是直接从物体（或弹丸）产生升力，这是一个升力体。有的导弹在平飞时会仰头，在迎风阻力增大的同时，弹体也在动压下产生直接升力。这种导弹设计采用升力体原理。这也是压缩升力的雏形。
更完整的压缩提升更进一步。升力体对空气的压缩导致横向流动，被下垂的翼尖“封顶”，无法逸出的空气显着增强了升力的产生。XB-70“北欧战神”轰炸机是第一架使用压缩升力原理的飞机，但这并不完整。机翼也产生更大的升力，压缩升力只是补充。
压缩升力适用于双三以上的高速飞行。事实上，速度太低，压缩升力不起作用，这也是XB-70只使用不完全压缩升力的原因之一。轰炸机必须在从零到双三的全范围内工作。但是，如果速度提高到 M6 以上，老问题又来了。下垂的翼尖成为阻力和气动加热的热点，结构和散热成为问题。这就是乘波者发挥作用的地方。
冲击波是飞机高度压缩空气的结果。它可以看成是一个在空中随飞行器顶点移动的无形但致密的伞面。理论上，密度达到无穷大。也就是说，“坐”于震伞面上，可以等同于“坐”于地上，即“乘风破浪”之意。坚硬而致密的冲击波也成为吸收与空气摩擦生热的主体。飞船再入时，巨大的火球其实是在冲击波前沿形成的，而不是飞船本身。飞船隐藏在前面。比较“酷”。
但只有有意使用冲击波产生升力并实现有效空气动力学控制的飞机才是有意义的乘波者。从这个意义上说，旋转体（主要是圆锥体和各种变体，有无叶尾）可以通过攻角或再入角产生冲击升力，但只具备有限的气动控制和机动性，这需要在乘波器中算上有点舒展的。
简单冲击是上下对称的锥体，但仅在两个维度上。在三维空间中，对于一个锋利的简锥飞行体来说，冲击波的形状是一个规则的圆锥体，速度越高，圆锥体越锋利。由于圆锥绕轴的性质在各个方向上都是相同的，这样的三维问题可以简化为二维问题，因此渐开线技术相对简单成熟，得到了广泛的应用。各种末端制导的“东风”、俄罗斯的“匕首”以及美军仍在试验的AHW导弹，都采用了旋转体技术。
为了获得更大的升阻比，乘波器的形状通常是扁平的，并且可以具有像楔子一样的直前缘，或者像箭头簇一样的大致三角形的平面形状。
“楔形体”由具有锋利前缘的简单平面组成。各平面的冲击分析还是比较简单的，平面之间的交汇点和转折点比较复杂。数据更正。“楔形体”是早期乘波者的主要形状，上表面平坦，下表面向前倾斜。理想情况下，下表面“位于”下激波的正前方，就像飞机的地面效应一样。下表面和下激波前端之间的压力很高，这也是发动机进气的理想位置。美国X-43、X-51、早期美澳合作的HiFIRE都是“楔形体”或者某种变种。
“箭簇”的形状其实很复杂。顶视图为三角形，侧视图为刀形，刀刃向前，但从前后方向看，上表面向上凸起，下表面可能是平的、凹的或向下的，视情况而定在不同的空气热力学设计水平上。
旋转体是轴对称的，相对简单。也是各种摩擦高超音速导弹的配置，比如美国的AHW导弹，但是升阻比较低。
楔形机身曾经是乘波器的主流，比如美国和澳大利亚合作的HiFIRE。
但箭簇体的升阻比最高
东风17是什么样的？好吧，你猜怎么着
下表面平坦的设计是最简单的，但在飞行器中的有效体积很小，难以携带有效载荷，实用价值有限。如果下表面凹入形成具有向下间隙的月牙形，可以使用一点压缩升力，这大大降低了飞机下表面与下激波前缘精确匹配的要求，但有效体积为更小。有效体积和设计最大的困难是向下的凸起。通常，两侧都有锋利的边缘。它不仅要求乘波器下表面与三维空间下激波波锋精确匹配，还要求边缘可以与激波波锋在侧面密封，以达到压缩升力的效果。
这只是保持稳定、水平飞行所需的基本空气动力学特性，机动是另一个问题。不管用什么方法，简单地改变飞行器的方向是行不通的。没有足够的横向力，基本的飞行轨迹仍然会根据惯性向前和横向滑动。
侧向力本质上是横向产生的升力。产生侧向力的机制与产生升力的机制相同，但必须继续提供用来克服重力的基本升力。换句话说，在平稳转弯中，升力的垂直向上分量用于克服重力，而水平分量是转弯所需的侧向力。两者的比值代表飞机产生侧向力的能力。这就是战斗机的机动性与g的含义，而9g意味着它可以产生9倍于重力的侧向力。深入地说，这可以追溯到升阻比。如果没有足够的升阻比，就不可能有太多多余的力来产生侧向力。
乘波者利用冲击波产生升力，也利用冲击波产生侧向力。当飞行姿态改变时，冲击波的形状发生变化，在过渡过程中可能会发生畸变，这就需要主动控制冲击波的形状和位置，这比用冲击波飞行要困难一个层次.
这些只是理论上的难点，理论转化为实践是另一层难点。即使在亚音速和低超音速飞行这个相对成熟的领域，理论仍然过于理想化和简单化。F-35的设计基于亚音速和低超音速飞行的空气动力学高度成熟的假设，因此原计划的试飞只是验证，预计不会发现问题。但在实际试飞中，却发现了颤振问题，这是空气动力学与结构弹性相互作用的问题。
高超音速飞行是一个非常陌生的领域，很多理论问题还没有解决，但实际问题已经迫不及待了。问题是实际飞行和测量成本太高，一般风洞根本无法模拟高超音速条件，所以高超音速飞行长期停留在理论研究阶段。该理论缺乏实际数据的验证。实际试飞只能小步进行。每走一步，都会发现理论没有预见到的问题，往前走很费劲。中国JF-12和JF-22的意义在于提供了大量的地面模拟条件，不仅可以验证大量现有的理论，还可以发现大量理论没有预测到的问题，为进一步研究指明了方向。.
事实上，航空从一开始就与风洞密切相关。Otto Liliendall 等人一次又一次地从动手滑翔中探索升力理论；茹科夫斯基从数学中推导出升力理论；但是莱特兄弟用他们自己的风洞进行了很多测试。这是人类第一次受控动力飞行。
传统的风洞可以比作鼓风机对着大管道吹气。在亚音速下，管径的收缩导致流量增加，代价是被“窒息”的鼓风机需要增加功率。在超音速下，大管不再是简单的喇叭形，而是一个端大中间小的钟形漏孔。前段管径收缩，流速加快，在喉部达到声速，然后进入后段，在膨胀中加速。这就是拉瓦尔喷管的原理，这就是喷气发动机实现超音速推力的方式。问题在于，这需要大幅增加鼓风机的功率。
这是拉瓦尔喷嘴的一端，你可以看到右侧最小的喉部
JF-12类似，但JF-22的驱动能力是其10倍
测试飞机模型放在扩展部分的末端，但这是在JF-12中，JF-22还没有建成
但这对于低超音速来说很好，但对于高超音速则不行，在高超音速的情况下，显着增加的阻力将“吞噬”所有功率增加，使流速无法上升。高超音速风洞需要引爆来驱动冲击波，冲击波会产生极高的压力，然后通过拉瓦尔喷嘴产生高超音速。
典型的爆炸是瞬时的。如果超高压的释放时间太短，还没有达到稳态高超音速，就已经完成了工作，这是不能接受的。一个有用的高超音速风洞必须达到足够长的稳态时间。日本的高超音速风洞持续时间只能达到2毫秒，美国可以达到30毫秒，但2012年建成并投入使用的中国JF-12可以达到100毫秒。JF-22 的持续时间尚未公布，相信会遥遥领先。如何将瞬间引爆转化为平稳释放，是中国的秘密。
JF-12和JF-22的速度范围是相连的，涵盖了从M5到30的高超音速范围。那么JF-12和JF-22有什么用呢？它非常有用。
在CCTV上，JF-12和JF-22是和平利用空间的好孩子，对人类和动物无害。当然，这不是谎言，但是JF-12和JF-22的军事用途太大了
在中央电视台上，JF-22 用于高超音速飞行器（
节目最后一部分讲的是高超音速飞机，但图片是想象中的俄罗斯 PAK-TA 超音速运输机，原版是这样的：
所需速度为M1.6，具有隐身能力，三个超大型涡扇提供推力，两个翼根发动机使用类似于F-117的扁平喷管。要求2024年投入量产，最终形成80架飞机的机队，可将400辆“阿拉木图”坦克运送到世界任何地方。这是不正确的。找个印度团队画PPT比这更靠谱。央视拉这个来解释高超音速客机，非常幽默。
但真正有趣的是这个面板：
JF-12和JF-22完全覆盖整个高超声速射程（M5~30），将成为中国高超声速技术发展的杀手锏
高超音速一般是指M5~30的速度范围，其中M5~10是目前的重点，高超音速武器主要在这个速度范围内。在可预见的未来，吸气式高超音速飞行器基本都在这个速度范围内。助推滑翔机从助推转滑翔时可以飞到M20的高度，但在这个速度下，只要能稳定转滑翔，就是胜利。此外中国超音速战斗机速度是多少，对机动飞行的要求也不高。真正的机动滑翔正在减速。M5~8之后，高升阻比可以实现大滑翔范围和机动飞行。
不仅飞机设计，超燃冲压发动机也受益于高超音速风洞。超燃冲压发动机的关键是减少进气道的阻力，保持燃烧室的稳定燃烧，这需要精确控制进气道和燃烧室的气流和冲击波。但是由于没有高超音速风洞，设计只是停留在表面，因为无法说数字模拟的准确度。高超音速风洞使进气道和燃烧室的设计精确，还可以研究各种非理想工况，使超燃冲压发动机在恶劣工况下也能稳定可靠地工作。
JF-12 是中国高超音速技术领先地位的关键，而 JF-22 将使其更上一层楼。
航天飞机再入时速度达到M26，洲际导弹再入速度与M25~26相近。只有预编程的再入和简单的机动才能满足最低要求，但仍有很大的改进空间。
当航天飞机重新进入时，主要考虑的是尽快降低速度和高度，而不会造成过程中的过热。因此，采用了事先精心策划好的S型机动，这也使得航天飞机只能在指定位置返回。正如航天飞机中的“飞机”所暗示的那样，降落在指定机场并不降落在任何机场。摆脱预先计划机动的限制可以大大提高航天飞机的可用性。
洲际弹道导弹再入基本上是一个简单的弹道，更不用说机动了。助推滑翔洲际弹道导弹的再入仍局限于简单的机动，只有降低速度后才能实现大的横向机动，因此很大一部分弹道仍然是可预测的中国超音速战斗机速度是多少，有利于反导防御，不利于穿透。但是，如果再入不必局限于简单的机动，而是直接转为高机动滑翔，弹道的不可预测性会大大提高，军事价值会高很多，但这也需要解决气动问题。 M20~25级的控制问题。. 这就是 JF-22 的用武之地。
东风17采用了另一种助推滑翔方式：在大气层中滑翔。导弹在火箭动力下起飞，在大气层边缘关闭，利用重力自然水平转向，然后再用火箭发动机重新启动，水平加速，直到燃料耗尽转为滑翔。这样就避免了再入的问题，也有利于横向机动的早期开始，但不能利用大气层外没有空气阻力的优势，难以最大化射程重量，而且速度也受限于整个过程中空气阻力的影响。高抛再入 - 立即机动和滑翔有利于增加射程。
一个更有趣的应用是电路板右侧的空气动力学辅助轨道转移飞行器。轨道器的变化很困难，需要喷射大量气体以产生足够的动量。卫星的机载燃料不能太多，经过几次变轨就会用完。但是，突如其来的目标往往需要改变轨道及时覆盖。否则，等待轨道倾角自然变化需要很长时间，非常不方便。
漂流时，若石片入水时有轻微的滚动角，弹起时会转动。这是气动辅助换轨的基本原理。
但气动辅助换轨不同。这是在浅层再入时利用大气的密度差使水漂流，但是当以一定的滚转角漂流时，在弹起时会在气动回弹力的作用下改变一个角度，等到再入时就完成了。重新进入轨道。改变轨道。浅层再入时需要用反推力减速和离轨，再入时需要加速入轨，两者都需要消耗燃料，但比使用反推力直接变更省油轨道。
气动辅助变轨将轨道器变成轨道战斗机，其军事意义不言而喻。作为侦察卫星，这可以快速改变侦察区域，或者大幅缩短重访间隔。作为一个反卫星武器平台，它可以接近摧毁甚至捕获敌方卫星。作为卫星补给运输机，这可以为自己的高价值卫星加油，更换易损部件，延长在轨寿命。作为轨道武器平台的一部分，这可以在战时改变轨道到攻击位置，并放下重力再入的弹头，敌人基本没有预警时间。
但气动辅助换轨的难度不言而喻。这是在再入速度和大气层边缘完成的。速度高，大气波粒二象性明显，有大量空气热力学现象和控制机制需要研究。低速漂移不容易精确控制，在这样的极端条件下难度可想而知。
这就是 JF-22 大放异彩的地方。但即使对于 JF-22 来说，它也已接近运行的极限。世界上没有第二座高超音速风洞可以进行这种研究。无论任何国家的理论研究多么先进，如果没有实验数据的验证，理论的作用是有限的。买不起。
神秘的X-37拥有“任意变轨”能力，即采用气动辅助变轨技术
美国神秘的X-37据说是气动辅助变轨的技术验证机。它首先起飞，但中国也成功地进行了在轨技术验证。问题是这样的技术验证还远远不够。有了JF-22，中国可以大大加快空间战关键技术气动辅助变轨的实际应用。
对于这样一个理论和实践都处于绝对前沿的极限技术，可以说没有像JF-22这样的高超音速风洞可以媲美叙利亚乒乓球队和中国乒乓球队的训练环境网球队。否则，数据只能在昂贵且稀有的真实航班中积累。有的话可以横向、纵向、对角测试，快速积累大量数据，在已有数据的基础上优化进一步的实验，丰富和完善理论，指导进一步的实验，直到形成决定性的技术突破.
可以想象，中国的气动辅助变轨技术如果不是已经领先世界，在不久的将来也将不复存在。这是一项重要性不亚于乘波器和超燃冲压发动机的前沿技术，也是军事技术的一个新高度。
当然，可以与平民共享的卫星发射技术也得益于JF-12和JF-22。图中所示的多级轨道飞行器和上升再入飞行器均可用于低成本卫星发射。据介绍，与常规火箭发射相比，成本可降低90%。那就是让卫星发射白菜的价格。有钱人生日放卫星不一定是笑话。
即便是气动辅助变轨也有民用前景，比如一次发射携带多颗卫星，反复变轨，多次准确释放卫星，减少卫星使用自身燃料入轨的消耗。你也可以做好事，清理赛道垃圾。
说“中国伟大”很容易引发口水战，但说“JF-22伟大”一点也不为过。
