بعد خمس سنوات من البناء، تم افتتاح أكبر وأسرع نفق رياح في العالم في ضواحي بكين.
يمكن لنفق الرياح JF-22 محاكاة سرعات تفوق سرعة الصوت تصل إلى 30 ماخ. الصورة: SCMP
يقع نفق الرياح JF-22 في منطقة هوايرو شمال بكين، ويبلغ قطره 4 أمتار ويمكنه توليد تدفقات هوائية بسرعات تصل إلى 10 كيلومترات في الثانية، وفقًا للتقييم النهائي الذي أجري في 30 مايو. وهذا يجعل المنشأة أكبر وأسرع نفق رياح في العالم، وقادر على محاكاة ظروف الطيران الأسرع من الصوت حتى 30 ماخ (37044 كم / ساعة)، وفقًا لمعهد الهندسة الميكانيكية، الذي يدير JF-22.
قال المعهد في بيان له في الثاني من يونيو/حزيران إن النفق "سيدعم البحث والتطوير في الصين لأنظمة النقل الفضائي والطائرات الأسرع من الصوت". وللمقارنة، يبلغ قطر تجويف الاختبار في نفق ماخ 10 (12,348 كم/ساعة) في مركز لانغلي للأبحاث التابع لوكالة ناسا في الولايات المتحدة، وهو منشأة اختبار رئيسية للطائرات الأسرع من الصوت، حوالي 0.8 متر. وتسمح غرفة الاختبار الأكبر للباحثين بوضع نماذج طائرات كبيرة، أو حتى أسلحة كاملة، في نفق الرياح لجمع بيانات طيران أكثر دقة. معظم الصواريخ الباليستية العابرة للقارات يبلغ قطرها أقل من 4 أمتار.
ترتبط طائرة JF-22 بهدف حددته الحكومة الصينية وتسعى إلى تحقيقه بحلول عام 2035. وهو نشر أسطول من الطائرات الأسرع من الصوت التي يمكنها نقل آلاف الركاب إلى الفضاء كل عام، أو إلى أي مكان على الكوكب في غضون ساعة. ولكن يجب على هذه الطائرات أن تتحمل درجات الحرارة والضغوط القصوى للطيران الأسرع من الصوت، وأن تحافظ على مسار طيران مستقر، وأن توفر بيئة آمنة ومريحة للركاب.
عند سرعات تعادل خمسة أضعاف سرعة الصوت، تبدأ جزيئات الهواء حول الطائرة بالضغط والتسخين، مما يؤدي إلى تفكك الجزيئات. تتحلل جزيئات الغاز إلى ذراتها المكونة لها، والتي يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض لتكوين مواد كيميائية جديدة. إن فهم الفيزياء المعقدة لتدفق الغاز المرتبط بالفصل الجزيئي يلعب دورًا رئيسيًا في تطوير الطائرات الأسرع من الصوت.
ومن خلال دراسة هذه الظاهرة في بيئات تجريبية مثل أنفاق الرياح، يمكن للعلماء استكشاف كيفية تفاعل المركبات الأسرع من الصوت مع محيطها، وتطوير تقنيات جديدة لتحسين الأداء والسلامة. يمكن أن يساعد اختبار نفق الرياح في تحديد المشكلات المحتملة أو عيوب التصميم قبل بناء السيارة واختبارها، مما يقلل من خطر الفشل أو وقوع حادث.
وبحسب بعض التقديرات، فإن محاكاة ظروف الطيران بسرعة 30 ماخ داخل نفق رياح كبير سوف تتطلب نفس كمية الطاقة التي يتطلبها سد الخوانق الثلاثة، وهو أمر مستحيل في الواقع. لذا توصل البروفيسور جيانج زونجلين، كبير العلماء في مشروع JF-22، إلى فكرة.
من أجل توليد تدفق الغاز عالي السرعة اللازم للاختبارات الأسرع من الصوت، اقترح جيانج نوعًا جديدًا من مولدات موجات الصدمة يسمى "محرك موجة الصدمة الانعكاسية المباشرة". في نفق الرياح التقليدي، يتم توليد التدفق من خلال عملية توسع يتم فيها تفريغ الغاز عالي الضغط بسرعة إلى غرفة منخفضة الضغط، مما يخلق تدفقًا أسرع من الصوت. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها بعض القيود عندما يتعلق الأمر بتوليد سرعات ودرجات حرارة عالية للغاية للاختبارات الأسرع من الصوت.
يتغلب محرك الموجات الصدمية المنعكسة الذي ابتكره جيانج على هذا القيد باستخدام سلسلة من الانفجارات الموقوتة بدقة لتوليد سلسلة من الموجات الصدمية التي تنعكس عن بعضها البعض وتتقارب في نقطة واحدة. يتم استخدام الدفعة الناتجة من الطاقة العالية للغاية لدفع الهواء عبر نفق الرياح بسرعات عالية للغاية.
تمهد المبادرة الطريق لتحقيق العديد من الإنجازات من خلال جعل أبحاث الطيران الأسرع من الصوت أكثر دقة وكفاءة. إن استخدام المتفجرات لتوليد الطاقة في أنفاق الرياح له العديد من العيوب مثل الخطر على البشر والمعدات، وتوليد الضوضاء وتلوث الهواء. ومع ذلك، نظرًا لأن مصدر الطاقة يتم توليده من الانفجارات وليس من نظام ميكانيكي ثابت، فمن الممكن تعديل شدة ومدة الانفجار لإنشاء مجموعة متنوعة من تدفقات الغاز لاختبار أنواع مختلفة من الوسائط أو المواد.
أرسلت الجمعية الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين 16 خبيراً مستقلاً لتقييم JF-22 في العديد من المجالات الرئيسية، بما في ذلك وقت الاختبار الفعال، ودرجة الحرارة الإجمالية، والضغط الإجمالي، وتدفق الفوهة. وخلصوا إلى أن طائرة JF-22 تتمتع بأداء من الطراز العالمي. وبالتعاون مع نفق JF-12، يصبح JF-22 منشأة الاختبار الأرضية الوحيدة التي تغطي جميع جوانب المركبات الفضائية القريبة.
آن كانج (وفقًا لصحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)