يقع نفق الرياح JF-22 في منطقة هوايرو الجبلية شمال بكين، ويبلغ قطره 4 أمتار (13 قدمًا) ويمكنه توليد سرعات تدفق هواء تصل إلى 10 كيلومترات (6,2 ميل) في الثانية، وفقًا للتقييم النهائي الذي أجري على 30 مايو.
ويمكن للطائرة JF-22، الموجودة في بكين، محاكاة ظروف الطيران القاسية بسرعة 30 مرة ضعف سرعة الصوت. الصورة: إس سي إم بي
وهذا يجعله أكبر وأسرع نفق رياح في العالم، وهو قادر على محاكاة ظروف الطيران الأسرع من الصوت حتى 30 ماخ، وفقًا للمعهد الصيني للميكانيكا، مالك المنشأة.
وقال المعهد في بيان يوم الجمعة إن النفق "سيدعم البحث والتطوير في نظام النقل الفضائي الصيني والطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت". وبالمقارنة، فإن النفق الذي تبلغ سرعته 10 ماخ في مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا في الولايات المتحدة، وهو منشأة اختبار رئيسية تفوق سرعتها سرعة الصوت، يبلغ قطر قسم اختباره حوالي 0,8 متر. تسمح أقسام الاختبار الأكبر للباحثين بوضع نماذج طائرات أكبر أو حتى أدوات كاملة في نفق الرياح للحصول على بيانات طيران أكثر دقة.
تعد الطائرة JF-22 جزءًا لا يتجزأ من الأهداف التي تسعى الحكومة الصينية إلى تحقيقها بحلول عام 2035. وبحلول ذلك الوقت، تأمل بكين في نشر أسطول من الطائرات الأسرع من الصوت التي يمكنها حمل آلاف الركاب إلى الفضاء كل عام أو الوصول إلى أي مكان على الكوكب. في غضون ساعة. لكن مثل هذه الطائرات يجب أن تكون قادرة على تحمل درجات الحرارة والضغوط المرتفعة للغاية للطيران الأسرع من الصوت، مع الحفاظ على مسار طيران مستقر وبيئة آمنة ومريحة للركاب.
وبسرعة خمسة أضعاف سرعة الصوت، تبدأ جزيئات الهواء حول الطائرة في الضغط والتسخين، مما يؤدي إلى ظاهرة تعرف باسم التفكك الجزيئي. تتحلل جزيئات الهواء إلى الذرات المكونة لها، والتي يمكن بعد ذلك أن تتفاعل مع بعضها البعض لتكوين مواد كيميائية جديدة.
ووفقا للمعهد، فإن فهم الفيزياء المعقدة للتدفقات المرتبطة بالفصل الجزيئي أمر بالغ الأهمية لتطوير الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ومن خلال دراسة الظواهر في البيئات المختبرية باستخدام مرافق مثل أنفاق الرياح، يمكن للباحثين معرفة كيفية تفاعل المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت مع محيطها وتطوير تقنيات جديدة لتحسين أدائها وسلامتها.
يمكن أن يساعد اختبار نفق الرياح أيضًا في تحديد المشكلات المحتملة أو عيوب التصميم قبل تصنيع السيارة فعليًا وتحليقها، مما يقلل من مخاطر الفشل أو وقوع حادث. ووفقاً لبعض التقديرات، فإن محاكاة ظروف رحلة بسرعة 30 ماخ داخل نفق كبير، تتطلب طاقة تعادل تلك التي ينتجها سد الخوانق الثلاثة ــ وهو أمر مستحيل.
توصل البروفيسور جيانغ زونغ لين، العالم الرئيسي لمشروع JF-22، إلى حل مبتكر. ولإنشاء تدفق الهواء عالي السرعة المطلوب للاختبارات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، اقترح جيانغ نوعًا جديدًا من مولد موجة الصدمة يسمى "محرك موجة الصدمة المباشرة العاكسة". في أنفاق الرياح التقليدية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، يتم إنشاء تدفق الهواء من خلال عملية تسمى "التمدد"، حيث يتم إطلاق الغاز عالي الضغط بسرعة إلى غرفة منخفضة الضغط، مما يؤدي إلى تدفق أسرع من الصوت.
ومع ذلك، فإن هذا الأسلوب له حدود عندما يتعلق الأمر بتوليد السرعات ودرجات الحرارة العالية للغاية المطلوبة لاختبار الموجات فوق الصوتية. يتغلب برنامج Jiang's Reflective Shockwave Driver على هذه القيود باستخدام سلسلة من الانفجارات الموقوتة بدقة لإنشاء سلسلة من موجات الصدمة التي تعكس بعضها البعض وتتقارب عند نقطة واحدة.
والنتيجة هي انفجار عنيف للطاقة يتم استخدامه لدفع تدفق الهواء في نفق الرياح بسرعات عالية للغاية. ووفقا للمعهد، فقد مهد هذا الابتكار الطريق لمزيد من التقدم من خلال تحقيق قدر أكبر من الدقة والكفاءة لأبحاث الطيران التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.
ومن خلال الجمع بين البيانات، يمكن للباحثين أن يفهموا بشكل أفضل كيفية أداء المواد والتصميمات المختلفة في مجموعة من ظروف الطيران واستخدام تلك المعلومات لتحسين أداء وموثوقية الأسلحة أو الطائرات الأسرع من الصوت. ووفقا لفريق جيانغ، فإن هذه المرافق يمكن أن تضع الصين في مرتبة متقدمة على منافسيها بسنوات.
مي آنه (بحسب SCMP)
