چین قدرتمندترین تونل باد مافوق صوت جهان را تکمیل کرد

طبق ارزیابی نهایی که در تاریخ 30 مه انجام شد، تونل باد JF-22 که در منطقه کوهستانی هوآیرو در شمال پکن واقع شده است، 4 متر (13 فوت) قطر دارد و می‌تواند سرعت جریان هوا را تا 10 کیلومتر (6.2 مایل) در ثانیه تولید کند.

چین سریع‌ترین مسیر پرواز مافوق صوت جهان را تکمیل کرد (تصویر شماره ۱) — جنگنده JF-22 که در پکن مستقر است، می‌تواند شرایط سخت پرواز را با سرعتی 30 برابر سرعت صوت شبیه‌سازی کند. عکس: SCMP

به گفته موسسه مکانیک چین، مالک این مرکز، این تونل باد، بزرگترین و سریع‌ترین تونل باد جهان است که قادر به شبیه‌سازی شرایط پرواز مافوق صوت تا سرعت 30 ماخ می‌باشد.

این موسسه روز جمعه در بیانیه‌ای 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 در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در ایالات متحده، که یک مرکز بزرگ آزمایش مافوق صوت است، دارای یک بخش آزمایشی با قطر تقریباً ۰.۸ متر است. بخش آزمایشی بزرگتر به محققان این امکان را می‌دهد که مدل‌های هواپیمای بزرگتر یا حتی کل وسایل نقلیه را در تونل باد قرار دهند تا داده‌های پروازی دقیق‌تری به دست آورند.

جی‌اف-۲۲ بخش جدایی‌ناپذیری از اهداف دولت چین برای دستیابی تا سال ۲۰۳۵ است. پکن امیدوار است تا آن زمان ناوگانی از هواپیماهای مافوق صوت را مستقر کند 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 بتوانند در برابر دما و فشار شدید پرواز مافوق صوت مقاومت کنند و در عین حال مسیر پرواز پایدار و محیطی امن و راحت را برای مسافران حفظ کنند.

با سرعتی پنج برابر سرعت صوت، مولکول‌های هوای اطراف هواپیما شروع به فشرده شدن و گرم شدن می‌کنند که منجر به پدیده‌ای به نام تفکیک مولکولی می‌شود. مولکول‌های هوا به اتم‌های تشکیل‌دهنده خود تجزیه می‌شوند که سپس می‌توانند با یکدیگر واکنش داده و مواد شیمیایی جدیدی تشکیل دهند.

به گفته این موسسه، درک فیزیک پیچیده جریان‌های دخیل در جداسازی مولکولی برای توسعه هواپیماهای مافوق صوت بسیار مهم است. محققان با مطالعه این پدیده‌ها در یک محیط آزمایشگاهی با استفاده از امکاناتی مانند تونل باد، می‌توانند بیاموزند که چگونه وسایل نقلیه مافوق صوت با محیط اطراف خود تعامل دارند و فناوری‌های جدیدی را برای بهبود عملکرد و ایمنی آنها توسعه دهند.

آزمایش تونل باد همچنین می‌تواند به شناسایی مشکلات احتمالی یا نقص‌های طراحی قبل از ساخت و پرواز واقعی یک وسیله نقلیه کمک کند و خطر خرابی یا تصادف را کاهش دهد. طبق برخی تخمین‌ها، شبیه‌سازی شرایط پرواز با سرعت ۳۰ ماخ در داخل یک تونل بزرگ به همان میزان انرژی مورد نیاز سد سه دره نیاز دارد - چیزی که به سادگی امکان‌پذیر نیست.

پروفسور جیانگ زونگلین، دانشمند ارشد پروژه JF-22، یک راه حل نوآورانه ارائه داد. برای تولید جریان هوای پرسرعت مورد نیاز برای آزمایش‌های مافوق صوت، جیانگ نوع جدیدی از مولد موج ضربه‌ای به نام «محرک موج ضربه‌ای با بازتاب مستقیم» را پیشنهاد داد. در تونل‌های باد مافوق صوت سنتی، جریان هوا توسط فرآیندی به نام «انبساط» ایجاد می‌شود که در آن گاز پرفشار به سرعت در یک محفظه کم‌فشار آزاد می‌شود و یک جریان مافوق صوت ایجاد می‌کند.

با این حال، این روش در تولید سرعت‌ها و دماهای بسیار بالای مورد نیاز برای آزمایش فراصوت، محدودیت‌هایی دارد. محرک موج ضربه‌ای بازتابی جیانگ با استفاده از مجموعه‌ای از انفجارهای زمان‌بندی‌شده‌ی دقیق، بر این محدودیت‌ها غلبه می‌کند تا مجموعه‌ای از موج‌های ضربه‌ای ایجاد کند که از یکدیگر بازتابیده و در یک نقطه واحد همگرا می‌شوند.

از انفجار شدید انرژی حاصل برای دستکاری جریان هوا در تونل باد با سرعت‌های بسیار بالا استفاده می‌شود. این موسسه می‌گوید این نوآوری با ایجاد دقت و کارایی بیشتر در تحقیقات پرواز مافوق صوت، راه را برای پیشرفت‌های بیشتر هموار می‌کند.

با ترکیب داده‌ها، محققان می‌توانند درک بهتری از عملکرد مواد و طرح‌های مختلف در طیف وسیعی از شرایط پرواز داشته باشند و از این اطلاعات برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان سلاح‌ها یا هواپیماهای مافوق صوت استفاده کنند. تیم جیانگ گفت که این امکانات می‌تواند چین را سال‌ها از رقبای خود جلوتر قرار دهد.

مای آن (طبق SCMP)

منبع