قدرتمندترین تونل باد مافوق صوت جهان

چین پس از پنج سال ساخت و ساز، بزرگترین و سریع ترین تونل باد جهان در حومه پکن افتتاح شد.

تونل باد JF-22 می‌تواند سرعت‌های مافوق صوت 30 ماخ را شبیه‌سازی کند. عکس: SCMP

طبق ارزیابی نهایی که در تاریخ 30 مه انجام شد، تونل باد JF-22 که در منطقه هوآیرو در شمال پکن واقع شده است، 4 متر قطر دارد و می‌تواند جریان هوا را با سرعت تا 10 کیلومتر در ثانیه تولید کند. به گفته موسسه مهندسی مکانیک که JF-22 را مدیریت می‌کند، این تونل باد بزرگترین و سریعترین تونل باد جهان است که قادر به شبیه‌سازی شرایط پرواز مافوق صوت تا 30 ماخ (37044 کیلومتر در ساعت) است.

این موسسه در بیانیه‌ای در تاریخ ۲ ژوئن اعلام کرد که این تونل «از تحقیق و توسعه چین در زمینه هواپیماهای مافوق صوت و سیستم‌های حمل و نقل فضایی پشتیبانی خواهد کرد». در مقام مقایسه، تونل ماخ ۱۰ (۱۲۳۴۸ کیلومتر در ساعت) در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در ایالات متحده، که یک مرکز کلیدی آزمایش مافوق صوت است، قطر محفظه آزمایش تقریباً ۰.۸ متر دارد. محفظه آزمایش بزرگتر به محققان اجازه می‌دهد تا مدل‌های بزرگ هواپیما یا حتی کل سلاح‌ها را در تونل باد قرار دهند تا داده‌های پروازی دقیق‌تری جمع‌آوری کنند. قطر اکثر موشک‌های بالستیک بین قاره‌ای کمتر از ۴ متر است.

جی‌اف-۲۲ به هدف تعیین‌شده توسط دولت چین گره خورده است و این کشور در تلاش است تا سال ۲۰۳۵ به آن دست یابد: استقرار ناوگانی از هواپیماهای مافوق صوت که بتوانند هزاران مسافر را سالانه به فضا یا هر جای دیگری از کره زمین در عرض یک ساعت حمل کنند. اما چنین هواپیماهایی باید در برابر دما و فشار شدید پرواز مافوق صوت مقاومت کنند، مسیر پرواز پایداری را حفظ کنند و محیطی امن و راحت برای مسافران فراهم کنند.

در سرعت‌های پنج برابر سرعت صوت، مولکول‌های هوای اطراف هواپیما شروع به فشرده شدن و گرم شدن می‌کنند که منجر به تفکیک مولکولی می‌شود. مولکول‌های گاز به اتم‌های تشکیل‌دهنده خود تجزیه می‌شوند که می‌توانند با یکدیگر واکنش داده و مواد شیمیایی جدیدی را تشکیل دهند. درک فیزیک پیچیده جریان گاز و تفکیک مولکولی، کلید توسعه هواپیماهای مافوق صوت است.

با مطالعه پدیده‌ها در محیط‌های آزمایشی مانند تونل‌های باد، دانشمندان می‌توانند چگونگی تعامل وسایل نقلیه مافوق صوت با محیط اطراف خود را بررسی کرده و فناوری‌های جدیدی را برای بهبود عملکرد و ایمنی توسعه دهند. آزمایش تونل باد می‌تواند به شناسایی مشکلات احتمالی یا نقص‌های طراحی قبل از ساخت و آزمایش وسیله نقلیه کمک کند و خطر خرابی یا تصادف را کاهش دهد.

بر اساس برخی تخمین‌ها، شبیه‌سازی شرایط پرواز با سرعت ۳۰ ماخ در داخل یک تونل باد بزرگ، به همان میزان توان مورد نیاز سد سه‌دره نیاز دارد که عملاً غیرممکن است. بنابراین پروفسور جیانگ زونگلین، دانشمند ارشد پروژه JF-22، ایده‌ای ارائه داد.

جیانگ برای تولید جریان گاز پرسرعت مورد نیاز برای آزمایش‌های مافوق صوت، نوع جدیدی از مولد موج ضربه‌ای به نام «موتور موج ضربه‌ای با بازتاب مستقیم» را پیشنهاد داد. در یک تونل باد معمولی، جریان گاز توسط یک فرآیند انبساط تولید می‌شود که در آن گاز پرفشار به سرعت در یک محفظه کم‌فشار تخلیه می‌شود و یک جریان مافوق صوت ایجاد می‌کند. با این حال، این روش در تولید سرعت‌ها و دماهای بسیار بالای مورد نیاز برای آزمایش‌های مافوق صوت محدودیت‌هایی دارد.

موتور موج ضربه‌ای بازتابی جیانگ با استفاده از مجموعه‌ای از انفجارهای زمان‌بندی‌شده‌ی دقیق، بر این محدودیت غلبه می‌کند تا مجموعه‌ای از امواج ضربه‌ای تولید کند که از یکدیگر بازتابیده و در یک نقطه واحد همگرا می‌شوند. انفجار شدید انرژی حاصل برای به حرکت درآوردن هوا از طریق یک تونل باد با سرعت‌های فوق‌العاده بالا استفاده می‌شود.

این نوآوری با دقیق‌تر و کارآمدتر کردن تحقیقات پرواز مافوق صوت، راه را برای بسیاری از دستاوردها هموار می‌کند. استفاده از مواد منفجره برای تولید انرژی در تونل باد معایب زیادی دارد، از جمله خطر برای افراد و تجهیزات، آلودگی صوتی و هوا. با این حال، از آنجا که منبع انرژی از انفجارها به جای ماشین‌آلات ثابت تولید می‌شود، شدت و مدت انفجارها را می‌توان تنظیم کرد تا جریان‌های هوای متنوعی برای آزمایش انواع مختلف وسایل نقلیه یا مواد ایجاد شود.

انجمن ملی علوم طبیعی چین ۱۶ متخصص مستقل را برای ارزیابی JF-۲۲ در چندین زمینه کلیدی، از جمله زمان آزمایش مؤثر، دمای کل، فشار کل و جریان نازل، اعزام کرد. آنها به این نتیجه رسیدند که JF-۲۲ به عملکرد پیشرو در جهان دست یافته است. JF-۲۲ به همراه تونل JF-۱۲، به تنها مرکز آزمایش زمینی تبدیل شده است که تمام جنبه‌های وسایل نقلیه نزدیک به فضا را پوشش می‌دهد.

آن خنگ (طبق SCMP )

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