Terowongan angin supersonik terkuat di dunia

Cina Setelah lima tahun pembangunan, terowongan angin terbesar dan tercepat di dunia telah dibuka di pinggiran kota Beijing.

Terowongan angin JF-22 dapat mensimulasikan kecepatan hipersonik Mach 30. Foto: SCMP

Terletak di distrik Huairou di Beijing utara, terowongan angin JF-22 berdiameter 4 meter dan dapat menghasilkan aliran udara dengan kecepatan hingga 10 kilometer per detik, menurut penilaian akhir yang dilakukan pada 30 Mei. Hal ini menjadikannya terowongan angin terbesar dan tercepat di dunia, yang mampu mensimulasikan kondisi penerbangan hipersonik hingga Mach 30 (37.044 kilometer per jam), menurut Institut Teknik Mesin, yang mengelola JF-22.

Terowongan itu akan "mendukung penelitian dan pengembangan pesawat hipersonik dan sistem transportasi antariksa Tiongkok," ujar lembaga tersebut dalam sebuah pernyataan pada 2 Juni. Sebagai perbandingan, terowongan Mach 10 (12.348 km/jam) di Langley Research Center NASA di AS, sebuah fasilitas uji hipersonik utama, memiliki diameter ruang uji hampir 0,8 m. Ruang uji yang lebih besar memungkinkan para peneliti untuk memasukkan model pesawat berukuran besar, atau bahkan seluruh senjata, ke dalam terowongan angin untuk mengumpulkan data penerbangan yang lebih akurat. Kebanyakan rudal balistik antarbenua berdiameter kurang dari 4 m.

JF-22 terikat dengan tujuan yang ditetapkan oleh pemerintah Tiongkok dan sedang diupayakan untuk dicapai pada tahun 2035: mengerahkan armada pesawat hipersonik yang dapat mengangkut ribuan penumpang ke luar angkasa setiap tahun, atau ke mana pun di planet ini dalam waktu satu jam. Namun, pesawat tersebut harus mampu menahan suhu dan tekanan ekstrem dari penerbangan hipersonik, mempertahankan jalur penerbangan yang stabil, dan menyediakan lingkungan yang aman dan nyaman bagi penumpang.

Pada kecepatan lima kali kecepatan suara, molekul udara di sekitar pesawat mulai terkompresi dan memanas, yang menyebabkan disosiasi molekul. Molekul gas terurai menjadi atom-atom penyusunnya, yang dapat bereaksi satu sama lain untuk membentuk zat kimia baru. Memahami fisika kompleks aliran gas dan disosiasi molekul merupakan kunci pengembangan pesawat supersonik.

Dengan mempelajari fenomena di lingkungan eksperimental seperti terowongan angin, para ilmuwan dapat mengeksplorasi bagaimana kendaraan hipersonik berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya dan mengembangkan teknologi baru untuk meningkatkan kinerja dan keselamatan. Pengujian terowongan angin dapat membantu mengidentifikasi potensi masalah atau cacat desain sebelum kendaraan dibangun dan diuji, sehingga mengurangi risiko kegagalan atau kecelakaan.

Menurut beberapa perkiraan, simulasi kondisi penerbangan Mach 30 di dalam terowongan angin besar akan membutuhkan daya yang sama besarnya dengan Bendungan Tiga Ngarai, yang praktis mustahil. Maka, Profesor Jiang Zonglin, ilmuwan utama proyek JF-22, mencetuskan sebuah ide.

Untuk menghasilkan aliran gas berkecepatan tinggi yang dibutuhkan untuk pengujian hipersonik, Jiang mengusulkan jenis baru generator gelombang kejut yang disebut "mesin gelombang kejut refleksi langsung". Dalam terowongan angin konvensional, aliran gas dihasilkan melalui proses ekspansi di mana gas bertekanan tinggi dilepaskan dengan cepat ke dalam ruang bertekanan rendah, menciptakan aliran supersonik. Namun, metode ini memiliki beberapa keterbatasan dalam hal menghasilkan kecepatan dan suhu yang sangat tinggi yang dibutuhkan untuk pengujian hipersonik.

Mesin gelombang kejut pantul Jiang mengatasi keterbatasan ini dengan menggunakan serangkaian ledakan yang tepat waktu untuk menghasilkan serangkaian gelombang kejut yang saling memantul dan bertemu di satu titik. Semburan energi intens yang dihasilkan digunakan untuk mendorong udara melalui terowongan angin dengan kecepatan sangat tinggi.

Inovasi ini membuka jalan bagi banyak pencapaian dengan menjadikan penelitian penerbangan hipersonik lebih presisi dan efisien. Penggunaan bahan peledak untuk menghasilkan energi di terowongan angin memiliki banyak kelemahan, termasuk bahaya bagi manusia dan peralatan, serta polusi suara dan udara. Namun, karena sumber energi dihasilkan dari ledakan, bukan dari mesin tetap, intensitas dan durasi ledakan dapat disesuaikan untuk menciptakan beragam aliran udara guna menguji berbagai jenis kendaraan atau material.

Asosiasi Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok mengirimkan 16 pakar independen untuk mengevaluasi JF-22 di beberapa area utama, termasuk waktu uji efektif, suhu total, tekanan total, dan laju aliran nosel. Mereka menyimpulkan bahwa JF-22 mencapai kinerja terbaik di dunia. Bersama terowongan JF-12, JF-22 telah menjadi satu-satunya fasilitas uji berbasis darat yang mencakup semua aspek wahana antariksa jarak dekat.

An Khang (Menurut SCMP )

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