סין השלימה את בניית מנהרת הרוח ההיפרסונית החזקה ביותר בעולם

[מודעה_1]

מנהרת הרוח JF-22, הממוקמת ברובע הואיירו ההררי מצפון לבייג'ינג, היא בקוטר של 4 מטרים (13 רגל) ויכולה לייצר מהירויות זרימת אוויר של עד 10 קילומטרים (6.2 מייל) לשנייה, על פי הערכה סופית שנערכה ב-30 במאי.

סין השלימה את מסלול הגלישה ההיפרסוני המהיר ביותר בעולם, תמונה 1 — ה-JF-22, הממוקם בבייג'ינג, יכול לדמות תנאי טיסה קשים במהירות פי 30 ממהירות הקול. צילום: SCMP

זה הופך אותה למנהרת הרוח הגדולה והמהירה ביותר בעולם , המסוגלת לדמות תנאי טיסה היפרסוניים עד למהירות של 30 מאך, על פי המכון הסיני למכניקה, בעל המתקן.

המנהרה "תתמוך במחקר ובפיתוח של סין של מטוסים היפרסוניים ומערכות תחבורה לחלל", נמסר בהצהרה של המכון ביום שישי. לשם השוואה, מנהרת מאך 10 במרכז המחקר לנגלי של נאס"א בארה"ב, מתקן ניסויים היפרסוניים גדול, כוללת קטע ניסוי בקוטר של כמעט 0.8 מטרים. קטע הניסוי הגדול יותר מאפשר לחוקרים להכניס דגמי מטוסים גדולים יותר או אפילו כלי רכב שלמים למנהרת הרוח כדי לקבל נתוני טיסה מדויקים יותר.

ה-JF-22 הוא חלק בלתי נפרד ממטרותיה של ממשלת סין להשגתן עד שנת 2035. עד אז, בייג'ינג מקווה לפרוס צי של מטוסים היפרסוניים שיוכלו לשאת אלפי נוסעים לחלל מדי שנה או לכל מקום על פני כדור הארץ תוך שעה. אך מטוסים כאלה חייבים להיות מסוגלים לעמוד בטמפרטורות ובלחצים הקיצוניים של טיסה היפרסונית, תוך שמירה על מסלול טיסה יציב וסביבה בטוחה ונוחה לנוסעים.

במהירות גבוהה פי חמישה ממהירות הקול, מולקולות האוויר המקיפות את המטוס מתחילות להתכווץ ולהתחמם, וכתוצאה מכך נוצרת תופעה המכונה דיסוציאציה מולקולרית. מולקולות האוויר מתפרקות לאטומים המרכיבים אותן, אשר לאחר מכן יכולים להגיב זה עם זה וליצור כימיקלים חדשים.

הבנת הפיזיקה המורכבת של הזרימות המעורבות בהפרדה מולקולרית היא קריטית לפיתוח כלי טיס היפרסוניים, על פי המכון. על ידי לימוד התופעות במעבדה באמצעות מתקנים כמו מנהרות רוח, חוקרים יכולים ללמוד כיצד כלי טיס היפרסוניים מקיימים אינטראקציה עם סביבתם ולפתח טכנולוגיות חדשות לשיפור ביצועיהם ובטיחותם.

בדיקות במנהרת רוח יכולות גם לסייע בזיהוי בעיות פוטנציאליות או פגמים בתכנון לפני שכלי טיס נבנה וטס בפועל, ובכך להפחית את הסיכון לכשל או לתאונה. על פי הערכות מסוימות, הדמיית תנאי טיסה במהירות של מאך 30 בתוך מנהרה גדולה תדרוש את אותה כמות אנרגיה כמו סכר שלושת הערוצים - דבר שפשוט בלתי אפשרי.

פרופסור ג'יאנג זונגלין, המדען הראשי של פרויקט JF-22, הגיע לפתרון חדשני. כדי לייצר את זרימת האוויר במהירות גבוהה הנדרשת לבדיקות היפרסוניות, ג'יאנג הציע סוג חדש של מחולל גלי הלם הנקרא "מניע גלי הלם בעל החזרה ישירה". במנהרות רוח היפרסוניות מסורתיות, זרימת האוויר נוצרת על ידי תהליך הנקרא "התפשטות", שבו גז בלחץ גבוה משתחרר במהירות לתא בלחץ נמוך, ויוצר זרימה היפרסונית.

עם זאת, לשיטה זו יש מגבלות בכל הנוגע ליצירת המהירויות והטמפרטורות הגבוהות במיוחד הנדרשות לבדיקות אולטרסאונד. מנהל גלי ההלם המוחזר של ג'יאנג מתגבר על מגבלות אלו על ידי שימוש בסדרה של פיצוצים מתוזמנים במדויק כדי ליצור סדרה של גלי הלם המוחזרים זה מזה ומתכנסים בנקודה אחת.

פרץ האנרגיה העז שנוצר משמש לניהול זרימת האוויר במנהרת רוח במהירויות גבוהות במיוחד. החידוש, אומר המכון, סולל את הדרך להתקדמות נוספת על ידי הבאת דיוק ויעילות גדולים יותר למחקר טיסות היפרסוניות.

על ידי שילוב הנתונים, חוקרים יכולים להבין טוב יותר כיצד חומרים ועיצובים שונים מתפקדים במגוון תנאי טיסה ולהשתמש במידע זה כדי לשפר את הביצועים והאמינות של כלי נשק או כלי טיס היפרסוניים. מתקנים אלה עשויים להקדים את סין בשנים את מתחרותיה, אמר צוותו של ג'יאנג.

מאי אן (לפי SCMP)

[מודעה_2]
מָקוֹר