近日，被稱為“國之重器”的我國最新超級風洞FL-62風洞再次傳來好消息：該項目現已全面進入現場聯合調試階段，預計能夠按期完成年度建設任務。正式交付使用指日可待。

1、何為風洞?

　　風洞可以以人工方式產生并控制氣流，用來模擬飛行器實際飛行時周圍的氣流環境，是進行空氣動力實驗最有效、最常用的工具之一，是研制飛行器的關鍵地面試驗設施。可以說，如果沒有現今的風洞試驗設備，就不可能研制出先進的航空飛行器。

FL-62風洞

　　據悉，超級風洞FL-62風洞位于遼寧省沈陽市沈北新區，容積約17000立方米，重約6620噸，儼然一座龐然大物，在全球都十分少見，具備常規測力、測壓和進氣道試驗能力。它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。該風洞是航空工業自主研制的我國第一座大型連續式跨聲速風洞，實現了我國大尺寸風洞從暫沖式向連續式的跨越(與暫沖式風洞相比，連續式風洞可以具有更低速壓試驗能力，對進行顫振試驗模型設計技術尤其有利)。風洞流場品質、試驗數據質量、試驗效率均處于國際先進行列。

FL-62風洞實驗段

　　目前，FL-62風洞對于我國航空工業發展來說至關重要，是我國戰機發展的必經之路。有分析認為，殲-20獨特而又優異的鴨翼設計，做到了既不影響戰機的隱身性又提高了機動性，正是數不清的風洞實驗中技術數據積累的結果。就像我國航空工業官方說的那樣：未來中國戰機的樣子由自己做主!

2、真空對風洞的貢獻

　　值得一提的是，真空系統是風洞不可或缺的一部分。在連續式風洞中，真空系統是其重要的組成部分。連續式風洞可以在低于一個大氣壓狀態下運行，其真空系統主要包括真空泵、換熱器、消音器、緩沖容器等裝置。

　　連續式風洞由軸流式壓縮機進行驅動，氣流沿風洞回流道循環流動。由于試驗工況變化、風洞內溫度變化、洞體泄漏等影響，風洞內的壓力會產生波動，因此需要真空系統對壓力進行實時控制。此外，真空系統還可以為風洞提供負壓環境，進行飛行器高度環境模擬試驗。

3、真空系統設計

　　根據風洞特點，真空系統亦有相應的設計指標。下圖為某連續式風洞的真空系統設計方案圖。系統由真空機組1、真空機組2、換熱系統、消音系統、緩沖容器等構成。

真空系統設計方案圖

　　①真空機組1：在試驗過程中，用于維持風洞內的壓力。

　　②真空機組2：在試驗過程中，用于調節風洞內的壓力。

　　③換熱系統：風洞總溫范圍-40℃~90℃，在試驗時，通過換熱系統使流經真空泵的氣體溫度控制在其允許范圍內。

　　④消音系統：真空系統利用真空泵出口的消音器，以及排氣末端的消音塔控制噪聲。

　　⑤緩沖容器：真空系統通過緩沖容器，降低真空泵抽氣速率變化對風洞內壓力波動的影響。

4、真空系統選泵分析

　　真空系統所需真空泵的抽速較大。常用的大抽速真空泵有：水環式真空泵、羅茨式真空泵、噴油螺桿式真空泵和無油螺桿式真空泵。

　　水環式真空泵抽速大，入口工作壓力范圍大。但是，水環式真空泵的運行控制和調試相對復雜，如出現問題，其維護、維修也較復雜。由于水環式真空泵幾乎難以采用變頻調速控制的方案，因此，水環式真空泵需要采用真空罐緩沖+壓力控制閥門實現控制的目的。考慮到控制閥門的壓比一般在1.5以上，因此效率進一步降低。

　　氣冷羅茨式真空泵在入口壓力15000Pa左右抽速衰減到0。盡管可以采用兩級羅茨串聯的形式，但是整機抽速受前級泵限制，抽速不高。同時，由于該類真空泵變頻調節范圍為50%~100%，不適宜變頻調節。

　　噴油螺桿式真空泵具有較大的抽速，但是在入口壓力為1個大氣壓至67500Pa的范圍內，跑油率會增加，而風洞需要長期運行于該壓力范圍內。

　　無油螺桿式真空泵工作性能穩定，調控和調試簡單，維護、維修簡易，易實現變頻調節，更適合于該風洞。

　　正是如此，對于該風洞，本文設計的真空系統(真空機組1和真空機組2)，均采用無油螺桿式真空泵，其優異的性能可以滿足風洞負壓試驗時的要求。