美國陸軍已啟動程序，擬為位于阿拉巴馬州雷德斯通兵工廠（Redstone Arsenal）的陸軍一級標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室（Army Primary Standards Laboratory）配備一臺精密風(fēng)洞。此次由陸軍測試、計(jì)量與診斷設(shè)備活動局（USATA，U.S. Army Test, Measurement and Diagnostic E Activity）主導(dǎo)，經(jīng)由雷德斯通兵工廠陸軍合同司令部（ACC-RSA）于2026年5月1日對外發(fā)布招標(biāo)公告，投標(biāo)截止日期為2026年5月18日。相關(guān)決定已由合同官波提亞·R·桑普森（Portia R. Sampson）于2026年3月31日簽署備忘錄正式批準(zhǔn)。

雷德斯通兵工廠數(shù)十年來一直是美國陸軍導(dǎo)彈與武器研發(fā)的核心基地，USATA正是支撐這一龐大研發(fā)體系的精密計(jì)量"基石"——其工程師和技術(shù)人員負(fù)責(zé)維護(hù)各類一級基準(zhǔn)，外場儀器的校準(zhǔn)都以這些基準(zhǔn)為依據(jù)。一旦某只壓力傳感器、速度計(jì)或診斷設(shè)備出現(xiàn)讀數(shù)偏差，誤差將向外層層傳導(dǎo)，影響所有依賴該儀器的測試結(jié)果。

封閉式循環(huán)設(shè)計(jì)：激光多普勒測速的必要前提

此次的風(fēng)洞將專門配合激光多普勒測速（LDV，Laser Doppler Velocimetry）系統(tǒng)使用。LDV技術(shù)通過在氣流中引入微小示蹤粒子，并以激光照射追蹤其運(yùn)動軌跡，從而測量氣流速度。招標(biāo)文件顯示，此次新增風(fēng)洞將使USATA具備測量遠(yuǎn)低于現(xiàn)有設(shè)備下限的氣流速度的能力，并進(jìn)一步降低實(shí)驗(yàn)室整體測量不確定度。

封閉式循環(huán)設(shè)計(jì)并非出于偏好，而是技術(shù)剛需。LDV測量需要在氣流中持續(xù)保持示蹤粒子濃度的穩(wěn)定性——本次指定使用的示蹤物質(zhì)為雙（2-乙基己基）癸二酸酯（Bis(2-ethylhexyl) sebacate）。開路式風(fēng)洞會在單次通流后將粒子排放至外部環(huán)境，導(dǎo)致濃度衰減，干擾測量；封閉式循環(huán)設(shè)計(jì)則使氣流循環(huán)利用，保證粒子濃度在整個測試周期內(nèi)穩(wěn)定一致。為便于示蹤粒子的注入，風(fēng)洞須在測試段上游配置一個3/8英寸斯瓦洛克（Swagelok）艙壁接頭。

寬幅風(fēng)速范圍與嚴(yán)苛湍流控制

此次風(fēng)洞的性能指標(biāo)覆蓋了同類尺寸設(shè)備中罕見的寬幅風(fēng)速區(qū)間：Zui高運(yùn)行風(fēng)速約為50米/秒（約合9,900英尺/分鐘），Zui低可降至僅0.15米/秒（約30英尺/分鐘），后者須借助可嵌入測試段壁面凹槽的專用噴嘴限流板實(shí)現(xiàn)，凹槽厚度為6.85毫米，沿測試段總長約75%延伸。全運(yùn)行范圍內(nèi)，湍流強(qiáng)度須低于1%，以確保氣流行為足夠規(guī)律，不引入干擾測量精度的"噪聲"。

測試段尺寸較為緊湊，截面為101.6毫米×101.6毫米（約4英寸見方），但儀器接口靈活：段體須設(shè)至少兩個可密封端口，可兼容直徑4.3至15.9毫米的各類儀器，涵蓋標(biāo)準(zhǔn)皮托管和熱線風(fēng)速儀等工具。端口位置到毫米——一個距進(jìn)口49.5毫米處居中，另一個偏移37.5毫米。測試段側(cè)壁須采用光學(xué)級玻璃制造，以避免對激光傳播產(chǎn)生干擾。配套的氬離子連續(xù)波激光器Zui大波長532納米，輸出功率500毫瓦，側(cè)壁任何光學(xué)畸變都會直接拉低測量質(zhì)量。

驅(qū)動與控制系統(tǒng)的精密要求

風(fēng)洞氣流由一臺離心風(fēng)扇驅(qū)動，該風(fēng)扇須與風(fēng)洞主體進(jìn)行機(jī)械隔振處理，以防止結(jié)構(gòu)振動污染速度測量數(shù)據(jù)。風(fēng)扇通過變頻驅(qū)動器（VFD）與電機(jī)相連，控制界面須同時支持軟件操控與手動輸入兩種方式。值得注意的是，招標(biāo)文件明確禁止在計(jì)算機(jī)與變頻器之間使用任何無線連接方式，藍(lán)牙和Wi-Fi均不在允許之列——這一要求既契合受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的安全需要，也體現(xiàn)了測試設(shè)施的信息安全規(guī)范。系統(tǒng)須兼容美國國家儀器公司（National Instruments）的LabVIEW軟件，該平臺是實(shí)驗(yàn)室儀器控制與數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，USATA工程師在現(xiàn)有設(shè)備中極大概率已廣泛使用。

在驗(yàn)收機(jī)制上，招標(biāo)文件要求供應(yīng)商須在交付前通過計(jì)算流體力學(xué)（CFD）仿真或等效方法，以定量分析證明其設(shè)計(jì)確實(shí)滿足風(fēng)速與湍流強(qiáng)度指標(biāo)。這一規(guī)定將驗(yàn)證責(zé)任前置于制造商，而非在交付后由承擔(dān)，是精密儀器的務(wù)實(shí)選擇——若性能缺陷在交付后才暴露，修復(fù)成本將遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)階段的提前把關(guān)。

這一案對國內(nèi)精密儀器與風(fēng)洞裝備制造企業(yè)頗具參考意義。及航空航天領(lǐng)域的高精度計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，正逐步成為衡量技術(shù)自主能力的重要維度。如何在寬幅風(fēng)速范圍內(nèi)將湍流強(qiáng)度控制在1%以下、實(shí)現(xiàn)毫米級精度的測試段加工，乃至滿足光學(xué)級玻璃與激光系統(tǒng)的配套要求，這些技術(shù)門檻同樣是國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)在建設(shè)和升級一級計(jì)量實(shí)驗(yàn)室時需要重點(diǎn)攻克的方向。