Ubicado en el distrito montañoso de Huairou al norte de Beijing, el túnel de viento JF-22 tiene 4 metros (13 pies) de diámetro y puede generar velocidades de flujo de aire de hasta 10 kilómetros (6,2 millas) por segundo, según la evaluación final se realizó el 30 de mayo.
El JF-22, ubicado en Beijing, puede simular condiciones extremas de vuelo a 30 veces la velocidad del sonido. Foto de : SCMP
Eso lo convierte en el túnel de viento más grande y más rápido del mundo, capaz de simular condiciones de vuelo supersónico hasta Mach 30, según el Instituto Chino de Mecánica, propietario de la instalación.
El túnel “apoyará la investigación y el desarrollo del sistema de transporte espacial y de los aviones hipersónicos de China”, dijo el instituto en un comunicado el viernes. En comparación, el túnel Mach 10 en el Centro de Investigación Langley de la NASA en los EE.UU., una importante instalación de pruebas hipersónicas, tiene un diámetro de sección de prueba de casi 0,8 metros. Las secciones de prueba más grandes permiten a los investigadores colocar modelos de aviones más grandes o incluso instrumentos completos en el túnel de viento para obtener datos de vuelo más precisos.
El JF-22 es parte integral de los objetivos que el gobierno chino se propone alcanzar para 2035. Para entonces, Beijing espera haber desplegado una flota de aviones supersónicos que puedan transportar a miles de pasajeros, ingresar al espacio cada año o llegar a cualquier parte del planeta. dentro de una hora. Pero dichos aviones deben poder soportar las temperaturas y presiones extremadamente altas del vuelo supersónico, manteniendo al mismo tiempo una trayectoria de vuelo estable y un entorno seguro y confortable para los pasajeros.
A cinco veces la velocidad del sonido, las moléculas de aire alrededor del avión comienzan a comprimirse y calentarse, lo que lleva a un fenómeno conocido como disociación molecular. Las moléculas de aire se descomponen en sus átomos constituyentes, que luego pueden reaccionar entre sí para formar nuevas sustancias químicas.
Según el instituto, comprender la compleja física de los flujos implicados en la segregación molecular es fundamental para el desarrollo de aviones hipersónicos. Al estudiar los fenómenos en entornos de laboratorio utilizando instalaciones como túneles de viento, los investigadores pueden aprender cómo los vehículos hipersónicos interactúan con su entorno y desarrollar nuevas tecnologías para mejorar su rendimiento y seguridad.
Las pruebas en el túnel de viento también pueden ayudar a identificar posibles problemas o defectos de diseño antes de que el vehículo se construya y vuele, lo que reduce el riesgo de falla o accidente. Según algunas estimaciones, simular las condiciones de un vuelo a Mach 30 dentro de un gran túnel requiere energía equivalente a la producida por la presa de las Tres Gargantas, algo imposible.
El profesor Jiang Zonglin, científico principal del proyecto JF-22, ideó una solución innovadora. Para crear el flujo de aire de alta velocidad necesario para las pruebas hipersónicas, Jiang propuso un nuevo tipo de generador de ondas de choque llamado "controlador de ondas de choque directas reflectantes". En los túneles de viento hipersónicos tradicionales, el flujo de aire se crea mediante un proceso llamado "expansión", en el que se libera rápidamente gas a alta presión en una cámara de baja presión, creando un flujo supersónico.
Sin embargo, este método tiene limitaciones cuando se trata de generar velocidades y temperaturas extremadamente altas necesarias para las pruebas ultrasónicas. El controlador de ondas de choque reflectantes de Jiang supera estas limitaciones mediante el uso de una serie de explosiones sincronizadas con precisión para crear una serie de ondas de choque que se reflejan entre sí y convergen mejor en un solo punto.
El resultado es una violenta explosión de energía que se utiliza para impulsar el flujo de aire en el túnel de viento a velocidades extremadamente altas. Según el instituto, la innovación ha allanado el camino para más avances al aportar mayor precisión y eficiencia a la investigación de vuelos hipersónicos.
Al combinar datos, los investigadores pueden comprender mejor cómo se comportan los diferentes materiales y diseños en una variedad de condiciones de vuelo y utilizar esa información para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de armas o aviones supersónicos. Según el equipo de Jiang, estas instalaciones podrían poner a China años por delante de sus competidores.
mai anh (según SCMP)
