高超音速风洞,先进飞行器摇篮。风洞试验对于飞行器的研制至关重要，被誉为各类飞行器的“摇篮”。高超音速飞行器的飞行速度超过5马赫，突防能力强，被称为“大国利器”。设计高超音速飞行器需要气动力、气动热等关键数据，而这些数据主要通过风洞试验获得。

2024年11月，美国圣母大学宣布研制出国际首座气流速度超过10马赫的静音风洞，并举行了设备启动仪式。该风洞将用于支撑美国高超音速飞行器等先进武器装备的研究，其研制得到了美国国防部和空军的支持。

风洞是依据相对运动原理和一定的相似准则，在地面以人工方式制造高速气流，使其流过飞行器模型，从而开展实验测试的管道状设备。根据气流速度（马赫数）范围划分，风洞可以分为低速、亚音速、跨音速、超音速和高超音速风洞。高超音速风洞专门用于模拟高超音速飞行条件，对航天飞行器、中程弹道导弹、运载火箭等进行测试，确保它们在实际使用中具备较高的可靠性和优良性能。高超音速风洞分为脉冲式和暂冲式两种，前者运行时长为毫秒量级，后者则可达数秒至数十分钟。此外，高超音速风洞运行时需要通过一定途径使气体温度升高，防止气流在试验段冷凝。

高超音速风洞试验不仅发现新现象、研究流动机理，还提供飞行器设计所需的气动力、气动热等数据，因此一些国家建立了多型高超音速风洞设备。美国拥有众多高超音速风洞，包括NASA下属机构、国防部下属机构及商业机构所建。过去60多年间，这些风洞在美国高超音速计划中发挥了重要作用，如航天飞机计划进行了700多项地面模拟试验，总时长达7万多小时；X-43A、X-51A等高超音速验证机试飞也依赖大量地面试验。俄罗斯同样建有多型风洞设备，主要集中在中央流体动力研究院和中央机械研究院等单位。

美国空军阿诺德工程发展中心9号风洞主要用于临近空间高超音速飞行器和跨大气层飞行器的气动力地面试验，气流速度在6至14马赫之间，喷管口径1.5米，运行时长为0.5至15秒，升级改造后气流速度可达18马赫。NASA格伦研究中心的HTF高超音速风洞能够模拟5至7马赫的气流。日本国家航天实验中心HIEST风洞是一座激波风洞，最高总压达150兆帕，喷管口径0.8米，稳定试验时长在2毫秒以上，可模拟8至16马赫的气流速度。俄罗斯中央机械研究院U-12风洞可模拟2至20马赫的气流速度，既可按常规激波管方式运行，也可按下吹风洞方式运行，但试验时间较短。

随着航空航天和军事领域对高超音速飞行器性能要求的提高，高超音速风洞的技术指标也在不断提升。这包括提高实验段马赫数范围、气流温度和压力等参数，以模拟更为真实的高超音速飞行环境。静音风洞作为未来发展趋势之一，能够模拟逼真的高超音速飞行环境，提高实验数据的可信度，但其建设和运行费用高昂，技术难题较多。尽管如此，各航空航天大国仍将静音风洞列为重要发展方向。