Los túneles de viento más potentes del mundo.

Los túneles de viento se han convertido en una piedra angular de la industria aeroespacial, ayudando a probar la aerodinámica de innumerables aeronaves y misiles.

Un túnel de viento es una máquina que simula el flujo de aire a través de objetos. El sistema siempre incluye un tubo largo y estrecho por donde se introduce el flujo de aire mediante diversos métodos, como ventiladores potentes. El modelo u objeto a examinar se coloca dentro del tubo. El flujo de aire se controla para estudiar su efecto sobre el objeto en diferentes condiciones, como velocidades de viento variables. Desarrollados a finales del siglo XIX, los túneles de viento se utilizan actualmente en numerosas industrias. Por ejemplo, en la industria automotriz se prueban los túneles de viento para evaluar la aerodinámica de automóviles, coches de carreras, camiones y otros vehículos.

En ingeniería civil, los túneles de viento ponen a prueba la integridad estructural de edificios y proyectos de infraestructura. También ayudan a optimizar el diseño de aeronaves y misiles para lograr vuelos más seguros y eficientes. A continuación, se presentan algunos de los túneles de viento más potentes del mundo , según Interesting Engineering .

1. JF-22

El túnel de viento JF-22 puede simular el entorno durante la reentrada de una nave espacial. Foto: CCTV

El JF-22 es el túnel de viento supersónico más potente del mundo. Construido en el Instituto de Ingeniería Mecánica de la Academia China de Ciencias (IMCAS), al norte de Pekín, el JF-22 puede alcanzar velocidades de hasta Mach 30 (37.044 km/h o 10,3 km/s).

El JF-22 no utiliza ventiladores porque estos no pueden generar un flujo de aire tan rápido. En su lugar, este túnel de viento emplea explosiones programadas para producir ondas de choque que se reflejan entre sí y convergen en un único punto dentro del tubo de 4 metros de diámetro y 167 metros de longitud. El JF-22 puede suministrar 15 gigavatios (GW) de potencia, equivalente al 70 % de la potencia de la presa de las Tres Gargantas, la mayor central hidroeléctrica del mundo, ubicada en Yichang, China.

2. JF-12

El JF-12 suele considerarse el predecesor del JF-22, ya que se trata de un túnel de viento de circuito abierto. Al igual que el túnel de viento del JF-22, el JF-12 utiliza ondas de choque para crear condiciones de vuelo que van desde Mach 5 (6174 km/h) hasta Mach 9 (11 174 km/h), a altitudes de entre 25 000 m y 50 000 m.

Construido por el Instituto de Ingeniería Mecánica bajo el mando de IMCAS entre 2008 y 2012, el JF-12 es crucial para el desarrollo del vehículo hipersónico de planeo DF-ZF de China, según un informe del Instituto de Investigación Aeroespacial de China. El JF-12 permanece en servicio activo junto con el JF-22.

3. Túnel de viento supersónico T-117 TsAGI

Túnel de viento T-117 TsAGI. Foto de : TsAGI

El T-117 TsAGI es un gran túnel de viento supersónico construido en el Instituto Central de Hidrodinámica de Moscú, Rusia, en la década de 1970. El sistema funciona según el principio de descarga completa, en el que el aire a alta presión se libera rápidamente en el área restante del túnel de viento para crear un flujo de aire. Dos hornos eléctricos independientes y desmontables, según el experimento, calientan dicho flujo de aire.

Un horno utiliza dos arcos eléctricos para generar una potencia máxima de 25 megavatios, mientras que el otro utiliza un solo arco eléctrico para una potencia máxima de 2,5 megavatios. El aire en los hornos se calienta entre dos electrodos alineados en el mismo eje, generando un arco eléctrico. Este arco gira debido a un campo magnético, calentando el aire que pasa entre los electrodos.

De esta forma, el T-117 TsAGI puede simular las altas temperaturas que experimentan los vehículos hipersónicos durante el vuelo, al tiempo que genera velocidades de prueba que van desde Mach 5 (6174 km/h) hasta Mach 10 (12 348 km/h). En 2018, el T-117 TsAGI se utilizó para probar el modo de vuelo hipersónico de la nave espacial Federación, un proyecto de la agencia espacial rusa Roscosmos destinado a reemplazar la nave espacial Soyuz en diversas misiones en órbitas bajas de la Tierra y la Luna.

4. Instalación de Túneles de Alta Velocidad (HTF)

La Instalación de Túneles Hipersónicos (HTF, por sus siglas en inglés) está ubicada en el Sitio de Pruebas Neil Armstrong de la NASA, dentro del Centro de Investigación Glenn en Sandusky, Ohio. Originalmente construida para probar toberas de cohetes calentadas nuclearmente en el programa de Vehículos de Impulso Nuclear (NERVA, por sus siglas en inglés), la instalación ahora se especializa en probar sistemas de propulsión hipersónica a gran escala a velocidades desde Mach 5 (6174 km/h) hasta Mach 7 (8644 km/h), simulando altitudes del mundo real (36 500 m).

El área de prueba en el HTF se puede ajustar de 3,05 m a 4,27 m. Allí, un horno eléctrico con núcleo de grafito calienta nitrógeno gaseoso, que luego se mezcla con oxígeno y nitrógeno a temperatura ambiente para crear aire artificial no contaminado en la proporción correcta. La temperatura del aire artificial se controla para cumplir con los requisitos específicos de la prueba. El HTF puede funcionar durante 5 minutos seguidos, según las condiciones de operación.

5. Plan del túnel de viento unitario (UPWT)

Modelo del sistema de lanzamiento espacial UPWT (Túnel de Viento Ultrasónico) siendo probado en un túnel de viento subsónico. Foto: NASA

El túnel de viento del Plan Unitario (UPWT) es uno de los túneles de viento operativos más grandes del mundo. Las instalaciones se encuentran en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California. Desde su finalización en 1955, el túnel de viento del Plan Unitario (UPWT) se ha utilizado para probar tanto aeronaves convencionales (comerciales y militares ) como naves espaciales (como el transbordador espacial de la NASA, ahora fuera de servicio). El túnel desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de la flota de aeronaves de Boeing, así como del caza F-111 y el bombardero B-1 Lancer.

UPWT consta de tres túneles de viento de circuito cerrado: un túnel de viento subsónico (TWT) de 3,4 x 3,4 m, un túnel de viento supersónico de 2,7 x 2,1 m y un túnel de viento supersónico de 2,4 x 2,1 m. El último túnel de viento puede alcanzar velocidades de hasta Mach 3,5 (4321 m/s). Todos funcionan con cuatro motores electromagnéticos de rotor bobinado de 65 000 hp que operan a 7200 voltios.

An Khang (Según Interesting Engineering )

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