סין: לאחר חמש שנות בנייה, מנהרת הרוח הגדולה והצומחת ביותר בעולם נכנסה לפעילות בפרברי בייג'ינג.
מנהרת הרוח JF-22 יכולה לדמות מהירויות על-קוליות של מאך 30. צילום: SCMP
מנהרת הרוח JF-22, הממוקמת במחוז הואירו מצפון לבייג'ינג, בקוטר 4 מטרים ויכולה לייצר זרימת אוויר במהירויות של עד 10 קמ"ש, על פי הערכות סופיות שנערכו ב-30 במאי. זה הופך את המבנה למנהרת הרוח הגדולה והמהירה בעולם, המסוגלת לדמות תנאי טיסה על-קוליים של עד מאך 30 (37,044 קמ"ש), על פי המכון להנדסת מכונות, הסוכנות המנהלת את JF-22.
מנהרה זו "תתמוך במחקר ופיתוח של מערכות תובלה חללית ומטוסים היפרסוניים של סין", על פי הודעה של המכון ב-2 ביוני. לשם השוואה, מנהרת מאך 10 (12,348 קמ"ש) במרכז המחקר לנגלי של נאס"א בארה"ב, מתקן בדיקות היפרסוני מרכזי, בעלת קוטר תא בדיקה של כמעט 0.8 מטרים. תא בדיקה גדול יותר מאפשר לחוקרים להביא דגמי מטוסים גדולים יותר, או אפילו מערכות נשק שלמות, למנהרת הרוח כדי לאסוף נתוני טיסה מדויקים יותר. לרוב הטילים הבליסטיים הבין-יבשתיים יש קוטר של פחות מ-4 מטרים.
ה-JF-22 מקושר ליעד שקבעה ממשלת סין ולמאמציה להשיגו עד שנת 2035: פריסת צי של מטוסים היפרסוניים המסוגלים לשאת אלפי נוסעים לחלל מדי שנה, או לכל מקום על פני כדור הארץ תוך שעה. עם זאת, מטוסים כאלה חייבים לעמוד בטמפרטורות ובלחצים הקיצוניים של טיסה היפרסונית, לשמור על נתיב טיסה יציב ולספק סביבה בטוחה ונוחה לנוסעים.
במהירות גבוהה פי חמישה ממהירות הקול, מולקולות הגז המקיפות את המטוס מתחילות להתכווץ ולהתחמם, מה שמוביל לפירוק מולקולרי. מולקולות גז אלו מתפרקות לאטומים המרכיבים אותן, אשר לאחר מכן יכולים להגיב זה עם זה וליצור חומרים כימיים חדשים. הבנת הפיזיקה המורכבת של זרימת הגז הקשורה לפירוק מולקולרי היא קריטית בפיתוח מטוסים על-קוליים.
באמצעות לימוד תופעות בסביבות ניסיוניות כמו מנהרות רוח, מדענים יכולים לחקור כיצד כלי רכב על-קוליים מקיימים אינטראקציה עם סביבתם ולפתח טכנולוגיות חדשות לשיפור הביצועים והבטיחות. בדיקות מנהרות רוח יכולות לסייע בזיהוי בעיות פוטנציאליות או פגמי תכנון לפני בניית כלי הרכב וטיסה במבחן, ובכך להפחית את הסיכון לכשל או לתאונות.
על פי הערכות מסוימות, הדמיית תנאי טיסה במהירות של 30 מאך בתוך מנהרת רוח גדולה תדרוש כמות חשמל השווה ערך לתפוקת החשמל של סכר שלושת הערוצים, דבר שהוא כמעט בלתי אפשרי. לכן, פרופסור ג'יאנג זונגלין, המדען הראשי בפרויקט JF-22, הגה פתרון חדשני.
כדי לייצר את זרימת האוויר במהירות גבוהה הדרושה לבדיקות על-קוליות, ג'יאנג הציע סוג חדש של מחולל גלי הלם הנקרא "מנוע גלי הלם מחזיר אור ישיר". במנהרות רוח קונבנציונליות, זרימת האוויר נוצרת על ידי התפשטות, שבה גז בלחץ גבוה משוחרר במהירות לתא בלחץ נמוך, ויוצר זרם על-קולי. עם זאת, לשיטה זו יש כמה מגבלות כאשר נדרשות מהירויות וטמפרטורות גבוהות במיוחד לבדיקות על-קוליות.
מנוע גלי ההלם המוחזרים של ג'יאנג מתגבר על המגבלות על ידי שימוש בסדרת פיצוצים מתוזמנת במדויק כדי לייצר סדרה של גלי הלם המוחזרים זה מזה ומתכנסים בנקודה אחת. פרץ האנרגיה העוצמתי ביותר שנוצר משמש לאחר מכן להנעת זרימת האוויר במנהרת הרוח במהירויות גבוהות במיוחד.
יוזמה זו סללה את הדרך להישגים רבים בכך שהפיכה את מחקר הטיסות ההיפרסוניות למדויק ויעיל יותר. שימוש בחומרי נפץ לייצור אנרגיה במנהרות רוח כרוך בחסרונות רבים, כגון סכנה לאנשים ולציוד כאחד, זיהום רעש וזיהום אוויר. עם זאת, מכיוון שהאנרגיה נוצרת מפיצוצים ולא ממכונות קבועות, ניתן להתאים את עוצמת ומשך הפיצוצים כדי ליצור זרימת אוויר מגוונת לבדיקת סוגים שונים של כלי רכב או חומרים.
האגודה הלאומית למדעי הטבע של סין שלחה 16 מומחים עצמאיים להעריך את ה-JF-22 במספר תחומים מרכזיים, כולל זמן בדיקה אפקטיבי, טמפרטורה כוללת, לחץ כולל וזרימת נחיר. הם הגיעו למסקנה כי ה-JF-22 השיג ביצועים מובילים עולמיים. יחד עם מנהרת JF-12, ה-JF-22 הפך למתקן הבדיקה הקרקעי היחיד שעמד בכל ההיבטים של בדיקות רכב בחלל הקרוב.
אן חאנג (על פי SCMP )
[מודעה_2]
קישור למקור
תגובה (0)