Nejvýkonnější aerodynamické tunely na světě.

Aerodynamické tunely se staly základním kamenem leteckého průmyslu a pomáhají testovat aerodynamiku nespočtu letadel a raket.

Aerodynamický tunel je stroj, který simuluje proudění vzduchu skrz objekty. Systém vždy zahrnuje dlouhou, úzkou trubici, kudy je proud vzduchu přiváděn pomocí různých metod, například pomocí výkonných ventilátorů. Model nebo zkoumaný objekt je umístěn uvnitř trubice. Proud vzduchu je řízen, aby se studoval jeho vliv na objekt za různých podmínek, jako jsou různé rychlosti větru. Aerodynamické tunely, které byly poprvé vyvinuty na konci 19. století, se nyní široce používají v mnoha průmyslových odvětvích. Například aerodynamické tunely používané v automobilovém průmyslu testují aerodynamiku automobilů, závodních vozů, nákladních automobilů a dalších vozidel.

Ve stavebnictví testují aerodynamické tunely strukturální integritu budov a infrastrukturních projektů. Pomáhají také optimalizovat konstrukce letadel a raket pro bezpečnější a efektivnější let. Níže uvádíme některé z nejvýkonnějších aerodynamických tunelů na světě , uvádí Interesting Engineering .

1. JF-22

Aerodynamický tunel JF-22 dokáže simulovat prostředí během návratu kosmické lodi do atmosféry. Foto: CCTV

JF-22 je nejvýkonnější nadzvukový aerodynamický tunel na světě. JF-22, postavený v Ústavu strojního inženýrství Čínské akademie věd (IMCAS) severně od Pekingu, může dosáhnout rychlosti až Mach 30 (37 044 km/h nebo 10,3 km/s).

JF-22 nepoužívá ventilátory, protože ventilátory nemohou generovat takový vysokorychlostní proudění vzduchu. Místo toho tento aerodynamický tunel využívá časované exploze k vytváření rázových vln, které se od sebe odrážejí a sbíhají se v jednom bodě uvnitř 4metrové a 167 metrů dlouhé trubice. JF-22 dokáže dodat 15 gigawattů (GW) energie, což odpovídá 70 % výkonu přehrady Tři soutěsky, největší vodní elektrárny na světě v čínském městě I-čchang.

2. JF-12

JF-12 je často považován za předchůdce JF-22, jelikož se jedná o aerodynamický tunel s otevřeným okruhem. Stejně jako nejnovější aerodynamický tunel JF-22, i JF-12 využívá rázové vlny k vytvoření letových podmínek v rozmezí od Mach 5 (6 174 km/h) do Mach 9 (11 174 km/h) ve výškách od 25 000 m do 50 000 m.

Podle zprávy Čínského výzkumného institutu pro letectví a kosmonautiku (ČAIR Research Institute) je JF-12 klíčový pro vývoj čínského hypersonického kluzáku DF-ZF, který byl postaven v letech 2008 až 2012 v rámci programu IMCAS. JF-12 je stále v aktivní službě po boku JF-22.

3. Nadzvukový aerodynamický tunel T-117 TsAGI

Větrný tunel T-117 TsAGI. Foto: TsAGI

T-117 TsAGI je velký nadzvukový aerodynamický tunel postavený v 70. letech 20. století v Ústředním hydrodynamickém institutu v Moskvě v Rusku. Systém funguje na principu „zdola ven“, kdy je do zbývající části aerodynamického tunelu rychle uvolňován vysokotlaký vzduch, čímž se vytváří proudění vzduchu. Proudění vzduchu ohřívají dvě samostatné, odnímatelné elektrické pece, v závislosti na experimentu.

Jedna pec používá dva elektrické oblouky k dosažení maximálního výkonu 25 megawattů, zatímco druhá používá jeden elektrický oblouk s maximálním výkonem 2,5 megawattů. Vzduch v pecích se ohřívá mezi dvěma elektrodami uspořádanými podél stejné osy, čímž vzniká elektrický oblouk. Oblouk se poté otáčí v důsledku magnetického pole a ohřívá vzduch procházející mezi elektrodami.

Tímto způsobem může T-117 TsAGI simulovat vysoké teploty, s nimiž se hypersonická plavidla setkávají během letu, a zároveň generovat zkušební rychlosti v rozmezí od Mach 5 (6 174 km/h) do Mach 10 (12 348 km/h). V roce 2018 byl T-117 TsAGI použit k testování hypersonického letového režimu kosmické lodi Federace, což je projekt ruské kosmické agentury Roskosmos, jehož cílem je nahradit kosmické lodě Sojuz v různých misích na nízkých oběžných drahách Země a Měsíce.

4. Vysokorychlostní tunelovací zařízení (HTF)

Hypersonické tunelovací zařízení (HTF) se nachází v testovacím středisku Neila Armstronga NASA v rámci výzkumného střediska Glenn Research Center v Sandusky v Ohiu. Zařízení, původně postavené k testování trysek raket s jaderným ohřevem v rámci programu Nuclear-Driven Vehicle (NERVA), se nyní specializuje na testování velkých hypersonických pohonných systémů rychlostmi od Mach 5 (6 174 km/h) do Mach 7 (8 644 km/h), simulujících reálné nadmořské výšky (36 500 m).

Zkušební plochu v tepelném filtru (HTF) lze nastavit od 3,05 m do 4,27 m. V ní elektrická topná pec s grafitovým jádrem ohřívá plynný dusík, který se poté mísí s kyslíkem a dusíkem o pokojové teplotě, čímž se ve správném poměru vytvoří umělý, neznečištěný vzduch. Teplota umělého vzduchu je řízena tak, aby splňovala specifické požadavky testu. HTF může pracovat po dobu 5 minut v závislosti na provozních podmínkách.

5. Plán jednotného aerodynamického tunelu (UPWT)

Model kosmického startovacího systému UPWT (ultrazvukový aerodynamický tunel) testovaný v podzvukovém aerodynamickém tunelu. Foto: NASA

Aerodynamický tunel Unitary Plan (UPWT) je jedním z největších provozovaných aerodynamických tunelů na světě. Zařízení se nachází ve výzkumném středisku Ames NASA v Moffet Field v Kalifornii. Od svého dokončení v roce 1955 se aerodynamický tunel Unitary Plan (UPWT) používá k testování jak konvenčních letadel (komerčních i vojenských ), tak kosmických lodí (jako je dnes již neexistující raketoplán NASA). Tunel sehrál klíčovou roli ve vývoji letadlové flotily Boeingu, stejně jako stíhačky F-111 a bombardéru B-1 Lancer.

UPWT se skládá ze tří aerodynamických tunelů s uzavřeným okruhem: podzvukového aerodynamického tunelu (TWT) o rozměrech 3,4 x 3,4 m, nadzvukového aerodynamického tunelu o rozměrech 2,7 x 2,1 m a nadzvukového aerodynamického tunelu o rozměrech 2,4 x 2,1 m. Poslední aerodynamický tunel může dosáhnout rychlosti až Mach 3,5 (4 321 m). Všechny jsou poháněny čtyřmi elektromagnetickými motory s vinutým rotorem o výkonu 65 000 koní, které pracují na napětí 7 200 voltů.

An Khang (podle Zajímavého inženýrství )

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/nhung-duong-ham-gio-manh-nhat-the-gioi-4733176.html