中国5年間の建設を経て、世界最大かつ最速の風洞が北京郊外にオープンした。
JF-22風洞はマッハ30の極超音速をシミュレートできる。写真： SCMP
5月30日に行われた最終評価によると、北京北部の懐柔区にあるJF-22風洞は直径4メートルで、最大秒速10キロメートルの気流を発生させることができる。JF-22を管理する中国機械工程研究所によると、同風洞はマッハ30（時速37,044キロメートル）までの極超音速飛行状態をシミュレーションできる世界最大かつ最速の風洞だという。
同研究所は6月2日の声明で、この風洞は「中国の極超音速航空機および宇宙輸送システムの研究開発を支援する」と述べた。比較対象として、米国NASAラングレー研究所の主要な極超音速試験施設であるマッハ10（時速12,348キロメートル）の風洞の試験室の直径は約0.8メートルである。より大型の試験室では、研究者は大型の航空機模型や兵器全体を風洞内に投入し、より正確な飛行データを収集することができる。大陸間弾道ミサイルのほとんどは直径4メートル未満である。
JF-22は、中国政府が2035年までに達成を目指している目標、すなわち、年間数千人の乗客を宇宙へ、あるいは1時間以内に地球上のどこへでも運ぶことができる極超音速航空機群の配備に結びついています。しかし、このような航空機は、極超音速飛行の極限の温度と圧力に耐え、安定した飛行経路を維持し、乗客に安全で快適な環境を提供する必要があります。
音速の5倍の速度に達すると、航空機周囲の空気分子は圧縮と加熱を開始し、分子分解を引き起こします。気体分子は構成原子に分解され、それらが互いに反応して新たな化学物質を生成します。空気の流れと分子分解の複雑な物理を理解することは、超音速航空機の開発の鍵となります。
風洞などの実験環境で現象を研究することで、科学者は極超音速機が環境とどのように相互作用するかを解明し、性能と安全性を向上させる新技術を開発することができます。風洞試験は、機体の製造・試験前に潜在的な問題や設計上の欠陥を特定し、故障や事故のリスクを軽減するのに役立ちます。
ある推計によると、マッハ30の飛行条件を大型風洞内でシミュレートするには、三峡ダムと同量の電力が必要となり、これは事実上不可能だ。そこで、JF-22プロジェクトの主任科学者である江宗林教授は、あるアイデアを思いついた。
極超音速試験に必要な高速ガス流を生成するため、蒋氏は「直接反射衝撃波エンジン」と呼ばれる新しいタイプの衝撃波発生装置を提案した。従来の風洞では、高圧ガスを低圧チャンバーに急速に放出する膨張プロセスによってガス流が生成され、超音速流が形成される。しかし、この方法では極超音速試験に必要な極めて高い速度と高温を生成するにはいくつかの限界がある。
江氏の反射衝撃波エンジンは、この限界を克服するために、正確にタイミングを合わせた一連の爆発によって、互いに反射して一点に収束する一連の衝撃波を発生させます。その結果生じる極めて強力なエネルギーバーストは、風洞内を超高速で空気を押し出すために使用されます。
この革新は、極超音速飛行研究をより正確かつ効率的にすることで、多くの成果への道を開きます。風洞内で爆発物を用いて発電することは、人や機器への危険、騒音、大気汚染など、多くの欠点があります。しかし、固定された機械システムではなく爆発によってエネルギー源が生成されるため、爆発の強度と持続時間を調整することで、様々な気流を作り出し、様々な種類の機体や材料の試験に活用することができます。
中国国家自然科学協会は、16名の独立した専門家を派遣し、JF-22の有効試験時間、全温度、全圧、ノズル流量など、いくつかの重要な項目を評価しました。その結果、JF-22は世界トップクラスの性能を達成したと結論付けられました。JF-22は、JF-12トンネルと合わせて、近宇宙機のあらゆる要件を満たす唯一の地上試験施設となりました。
アン・カン（ SCMPによると）
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