Η πιο ισχυρή υπερηχητική αεροδυναμική σήραγγα στον κόσμο.

Κίνα: Μετά από πέντε χρόνια κατασκευής, η μεγαλύτερη και ταχύτερα αναπτυσσόμενη αεροσήραγγα στον κόσμο τέθηκε σε λειτουργία στα προάστια του Πεκίνου.

Η αεροδυναμική σήραγγα JF-22 μπορεί να προσομοιώσει υπερηχητικές ταχύτητες Mach 30. Φωτογραφία: SCMP

Βρίσκεται στην περιοχή Huairou βόρεια του Πεκίνου, η αεροδυναμική σήραγγα JF-22 έχει διάμετρο 4 μέτρα και μπορεί να παράγει ροή αέρα με ταχύτητες έως και 10 χλμ./δευτ., σύμφωνα με τελικές αξιολογήσεις που πραγματοποιήθηκαν στις 30 Μαΐου. Αυτό καθιστά την κατασκευή τη μεγαλύτερη και ταχύτερη αεροδυναμική σήραγγα στον κόσμο, ικανή να προσομοιώνει συνθήκες υπερηχητικής πτήσης έως και Mach 30 (37.044 χλμ./ώρα), σύμφωνα με το Ινστιτούτο Μηχανολόγων Μηχανικών, τον οργανισμό που διαχειρίζεται το JF-22.

Αυτή η σήραγγα θα «υποστηρίζει την έρευνα και την ανάπτυξη των υπερηχητικών συστημάτων διαστημικών μεταφορών και αεροσκαφών της Κίνας», σύμφωνα με ανακοίνωση του ινστιτούτου στις 2 Ιουνίου. Για λόγους σύγκρισης, η σήραγγα Mach 10 (12.348 χλμ./ώρα) στο Ερευνητικό Κέντρο Langley της NASA στις ΗΠΑ, μια βασική εγκατάσταση υπερηχητικών δοκιμών, έχει διάμετρο θαλάμου δοκιμών σχεδόν 0,8 μέτρα. Ένας μεγαλύτερος θάλαμος δοκιμών επιτρέπει στους ερευνητές να φέρνουν μεγαλύτερα μοντέλα αεροσκαφών, ή ακόμα και ολόκληρα συστήματα όπλων, στην αεροσήραγγα για να συλλέξουν πιο ακριβή δεδομένα πτήσης. Οι περισσότεροι διηπειρωτικοί βαλλιστικοί πύραυλοι έχουν διάμετρο μικρότερη από 4 μέτρα.

Το JF-22 συνδέεται με έναν στόχο που έχει θέσει η κινεζική κυβέρνηση και τις προσπάθειές της να τον επιτύχει έως το 2035: την ανάπτυξη ενός στόλου υπερηχητικών αεροσκαφών ικανών να μεταφέρουν χιλιάδες επιβάτες στο διάστημα κάθε χρόνο ή σε οποιαδήποτε τοποθεσία στον πλανήτη μέσα σε μία ώρα. Ωστόσο, τέτοια αεροσκάφη πρέπει να αντέχουν στις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις της υπερηχητικής πτήσης, να διατηρούν μια σταθερή τροχιά πτήσης και να παρέχουν ένα ασφαλές και άνετο περιβάλλον για τους επιβάτες.

Με πενταπλάσια ταχύτητα από την ταχύτητα του ήχου, τα μόρια αερίου που περιβάλλουν το αεροσκάφος αρχίζουν να συμπιέζονται και να θερμαίνονται, οδηγώντας σε μοριακή διάσπαση. Αυτά τα μόρια αερίου διασπώνται σε συστατικά άτομα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να αντιδράσουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν νέες χημικές ουσίες. Η κατανόηση της πολύπλοκης φυσικής της ροής αερίου που σχετίζεται με τη μοριακή διάσπαση είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη υπερηχητικών αεροσκαφών.

Μελετώντας φαινόμενα σε πειραματικά περιβάλλοντα όπως οι αεροσήραγγες, οι επιστήμονες μπορούν να διερευνήσουν πώς τα υπερηχητικά οχήματα αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους και να αναπτύξουν νέες τεχνολογίες για τη βελτίωση της απόδοσης και της ασφάλειας. Οι δοκιμές σε αεροσήραγγα μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων ή ελαττωμάτων σχεδιασμού πριν από την κατασκευή και τη δοκιμαστική πτήση του οχήματος, μειώνοντας τον κίνδυνο βλάβης ή ατυχημάτων.

Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, η προσομοίωση συνθηκών πτήσης με ταχύτητα Mach 30 μέσα σε μια μεγάλη αεροδυναμική σήραγγα θα απαιτούσε ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ισοδύναμη με την ισχύ εξόδου του Φράγματος των Τριών Φαραγγιών, κάτι που είναι πρακτικά αδύνατο. Ως εκ τούτου, ο καθηγητής Jiang Zonglin, επικεφαλής επιστήμονας στο έργο JF-22, κατέληξε σε μια καινοτόμο λύση.

Για να δημιουργήσει τη ροή αέρα υψηλής ταχύτητας που είναι απαραίτητη για υπερηχητικές δοκιμές, ο Jiang πρότεινε έναν νέο τύπο γεννήτριας κρουστικών κυμάτων που ονομάζεται «μηχανή κρουστικών κυμάτων άμεσης ανάκλασης». Στις συμβατικές αεροσήραγγες, η ροή αέρα παράγεται μέσω εκτόνωσης, όπου αέριο υψηλής πίεσης εκκενώνεται ταχέως σε έναν θάλαμο χαμηλής πίεσης, δημιουργώντας ένα υπερηχητικό ρεύμα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει ορισμένους περιορισμούς όταν απαιτούνται εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες και θερμοκρασίες για υπερηχητικές δοκιμές.

Η μηχανή ανακλώμενων κρουστικών κυμάτων του Jiang ξεπερνά τους περιορισμούς χρησιμοποιώντας μια σειρά εκρήξεων με ακριβή χρονισμό για να δημιουργήσει μια σειρά κρουστικών κυμάτων που ανακλώνται το ένα στο άλλο και συγκλίνουν σε ένα μόνο σημείο. Η προκύπτουσα εξαιρετικά ισχυρή έκρηξη ενέργειας χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την προώθηση της ροής του αέρα στην αεροδυναμική σήραγγα σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες.

Αυτή η πρωτοβουλία άνοιξε το δρόμο για πολλά επιτεύγματα, καθιστώντας την έρευνα για τις υπερηχητικές πτήσεις πιο ακριβή και αποτελεσματική. Η χρήση εκρηκτικών για την παραγωγή ενέργειας σε αεροσήραγγες συνοδεύεται από πολλά μειονεκτήματα, όπως κίνδυνο τόσο για τους ανθρώπους όσο και για τον εξοπλισμό, ηχορύπανση και η ατμοσφαιρική ρύπανση. Ωστόσο, επειδή η ενέργεια παράγεται από εκρήξεις και όχι από σταθερά μηχανήματα, η ένταση και η διάρκεια των εκρήξεων μπορούν να ρυθμιστούν για να δημιουργηθεί ποικίλη ροή αέρα για τη δοκιμή διαφόρων τύπων οχημάτων ή υλικών.

Η Εθνική Ένωση Φυσικών Επιστημών της Κίνας έστειλε 16 ανεξάρτητους εμπειρογνώμονες για να αξιολογήσουν το JF-22 σε διάφορους βασικούς τομείς, όπως ο αποτελεσματικός χρόνος δοκιμής, η συνολική θερμοκρασία, η συνολική πίεση και η ροή του ακροφυσίου. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το JF-22 πέτυχε κορυφαία απόδοση παγκοσμίως. Μαζί με τη σήραγγα JF-12, το JF-22 έγινε η μόνη επίγεια εγκατάσταση δοκιμών που πληρούσε όλες τις απαιτήσεις των δοκιμών οχημάτων κοντά στο διάστημα.

Αν Κανγκ (Σύμφωνα με το SCMP )

Σύνδεσμος πηγής: https://vnexpress.net/duong-ham-gio-sieu-thanh-manh-nhat-the-gioi-4614482.html