Los túneles de viento más potentes del mundo

Los túneles de viento se han convertido en un pilar de la industria aeroespacial, ayudando a probar la aerodinámica de innumerables aeronaves y cohetes.

Un túnel de viento es una máquina que simula el flujo de aire a través de objetos. El sistema suele consistir en un tubo largo y estrecho en el que se introduce aire mediante diversos métodos, como un potente ventilador. El modelo u objeto a probar se coloca dentro del tubo. El flujo de aire se controla para estudiar su efecto sobre el objeto en diferentes condiciones, como cambios en la velocidad del viento. Desarrollados inicialmente a finales del siglo XIX, los túneles de viento se utilizan ampliamente en numerosas industrias. Por ejemplo, los túneles de viento utilizados en la industria automotriz evalúan la aerodinámica de automóviles, coches de carreras, camiones y otros vehículos.

En ingeniería civil, los túneles de viento evalúan la resistencia estructural de edificios y proyectos de infraestructura. También ayudan a optimizar el diseño de aeronaves y cohetes para vuelos más seguros y eficientes. Estos son los túneles de viento más potentes del mundo actual, según Interesting Engineering .

1. JF-22

El túnel de viento del JF-22 puede simular el entorno cuando la nave espacial reingresa a la atmósfera. Foto: CCTV

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

El JF-22 no utiliza ventilador, ya que este no puede generar un flujo de aire a tan alta velocidad. En su lugar, el túnel de viento utiliza explosiones sincronizadas para producir ondas de choque que se reflejan entre sí y convergen en un único punto dentro de una tubería de 4 metros de diámetro y 167 metros de longitud. El JF-22 puede generar 15 gigavatios (GW) de energía, equivalente al 70 % de la capacidad de la presa de las Tres Gargantas, la mayor presa hidroeléctrica del mundo, en Yichang, China.

2. JF-12

El JF-12 suele considerarse el predecesor del JF-22, un túnel de viento de circuito abierto. Al igual que el túnel de viento 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 que oscilan entre los 25 000 y los 50 000 m.

Construido por el Instituto de Ingeniería Mecánica, dependiente del IMCAS, entre 2008 y 2012, el JF-12 fue crucial en el desarrollo del vehículo de planeo hipersónico (HGV) DF-ZF de China, según un informe del Instituto de Investigación Aeroespacial de China. El JF-12 sigue en servicio junto con el JF-22.

3. Túnel de viento supersónico T-117 TsAGI

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

El T-117 TsAGI es un gran túnel de viento supersónico construido en el Instituto Central de Hidroaerodinámica de Moscú, Rusia, en la década de 1970. El sistema funciona mediante un principio de purga, en el que se libera rápidamente gas a alta presión en el área restante del túnel para crear un flujo de gas. Dos hornos eléctricos independientes, que pueden desmontarse según el experimento, calientan el flujo de gas.

Un horno utiliza dos arcos eléctricos para alcanzar una potencia máxima de 25 megavatios, mientras que el otro utiliza un solo arco para alcanzar una potencia máxima de 2,5 megavatios. El aire en los hornos se calienta entre dos electrodos alineados a lo largo del mismo eje, lo que produce los arcos. Estos giran gracias a un campo magnético, calentando el aire que pasa entre los electrodos.

De esta manera, el T-117 TsAGI puede simular las altas temperaturas que experimentan los vehículos hipersónicos durante el vuelo, a la vez 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 régimen de vuelo hipersónico de la nave espacial de la Federación, un proyecto de la agencia espacial rusa Roscosmos para reemplazar a la nave Soyuz en diversas misiones en órbita baja terrestre y lunar.

4. Instalación de Túnel Hipersónico (HTF)

La Instalación de Túnel Hipersónico (HTF) se encuentra en las Instalaciones de Pruebas Neil Armstrong de la NASA, parte del Centro de Investigación Glenn en Sandusky, Ohio. Originalmente construida para probar toberas de cohetes térmicos nucleares en el programa de Propulsión Nuclear para Aplicaciones Vehiculares (NERVA), la instalación ahora se especializa en probar sistemas de propulsión hipersónica de aspiración a gran escala a velocidades de Mach 5 (6174 km/h) a Mach 7 (8644 km/h), simulando altitudes realistas (110 000 pies).

El área de prueba en el HTF puede ajustarse de 3,05 m a 4,27 m. Allí, un horno de carga térmica con núcleo de grafito calienta nitrógeno gaseoso, que se mezcla con oxígeno y nitrógeno a temperatura ambiente para producir un aire artificial realista y libre de contaminación. 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. Túnel de Viento de Planta Unitaria (UPWT)

Un modelo del cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial probado en el túnel de viento subsónico UPWT. Foto: NASA

El Túnel de Viento de Plano Unitario (UPWT) es uno de los túneles de viento en funcionamiento más grandes del mundo. La instalación se encuentra en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California. Desde su finalización en 1955, el Túnel de Viento de Plano Unitario (UPWT) ha permitido realizar pruebas tanto a aeronaves convencionales (comerciales y militares ) como a naves espaciales (como el transbordador espacial retirado de la NASA). El túnel ha desempeñado 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.

El 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). Todos están propulsados por cuatro motores electromagnéticos de rotor bobinado de 65 000 caballos de fuerza que operan a 7200 voltios.

An Khang (según Interesting Engineering )

Enlace de origen: https://vnexpress.net/nhung-duong-ham-gio-manh-nhat-the-gioi-4733176.html