風洞は航空宇宙産業の礎となり、無数の航空機やミサイルの空力特性を試験するのに役立っている。
風洞とは、物体を通過する空気の流れをシミュレートする装置です。このシステムは必ず、強力なファンなど様々な方法で気流を導入する細長い管を備えています。試験対象となる模型や物体は管の中に置かれます。気流は制御され、風速の変化など様々な条件下で物体に及ぼす影響が調べられます。19世紀後半に初めて開発された風洞は、現在では多くの産業で広く利用されています。例えば、自動車産業で使用される風洞は、乗用車、レーシングカー、トラックなどの車両の空力特性を試験するために用いられます。
土木工学において、風洞は建物やインフラプロジェクトの構造的健全性を試験するために用いられます。また、航空機やミサイルの設計を最適化し、より安全で効率的な飛行を実現するのにも役立ちます。以下は、 Interesting Engineering誌が選定した、現在世界で最も強力な風洞の一部です。
1. JF-22
JF-22風洞は、宇宙船の再突入時の環境をシミュレートできる。写真： CCTV
JF-22は、世界で最も強力な超音速風洞である。北京の北に位置する中国科学院機械工程研究所（IMCAS）に建設されたJF-22は、マッハ30（時速37,044km、秒速10.3km）までの速度に達することができる。
JF-22はファンを使用していません。ファンではこのような高速の気流を生成できないためです。代わりに、この風洞はタイミングを計った爆発によって衝撃波を発生させ、それが互いに反射し合い、直径4メートル、長さ167メートルの管内の一点に収束するようにしています。JF-22は15ギガワット（GW）の電力を供給でき、これは中国宜昌にある世界最大の水力発電ダムである三峡ダムの電力の70%に相当します。
2. JF-12
JF-12は、開放型風洞であることから、JF-22の前身とみなされることが多い。最新のJF-22風洞と同様に、JF-12は衝撃波を利用して、高度25,000mから50,000mにおいて、マッハ5（時速6,174km）からマッハ9（時速11,174km）までの飛行条件を作り出す。
中国航天研究院の報告によると、JF-12は2008年から2012年にかけて中国航空宇宙研究所（IMCAS）傘下の機械工学研究所によって製造され、中国の極超音速滑空機（HGV）DF-ZFの開発において極めて重要な役割を果たしている。JF-12はJF-22と並んで現在も現役で運用されている。
3. TsAGI社製T-117超音速風洞
T-117 TsAGI 風洞。写真： TsAGI
T-117 TsAGIは、1970年代にロシアのモスクワにある中央流体力学研究所に建設された大型超音速風洞である。このシステムはボトムアウト方式で動作し、高圧空気を風洞の残りの領域に急速に放出することで気流を生成する。実験に応じて、2つの独立した着脱式電気炉が気流を加熱する。
一方の炉は2つの電気アークを用いて最大25メガワットの電力を供給し、もう一方の炉は1つの電気アークを用いて最大2.5メガワットの電力を供給する。炉内の空気は、同一軸上に配置された2つの電極間で加熱され、電気アークが発生する。その後、アークは磁場によって回転し、電極間を通過する空気を温める。
このように、T-117 TsAGIは、極超音速機が飛行中に遭遇する高温をシミュレートできると同時に、マッハ5（時速6,174km）からマッハ10（時速12,348km）までの試験速度を生成できる。2018年には、T-117 TsAGIは、ロシア宇宙庁ロスコスモスが低地球軌道や月軌道での様々なミッションにおいてソユーズ宇宙船の後継機として開発を進めているフェデレーション宇宙船の極超音速飛行モードの試験に使用された。
4. 高速トンネル掘削施設（HTF）
極超音速トンネル施設（HTF）は、オハイオ州サンダスキーにあるNASAのグレン研究センター内のニール・アームストロング試験場に位置しています。当初は原子力推進ロケット（NERVA）計画における核加熱式ロケットノズルの試験のために建設されましたが、現在はマッハ5（時速6,174km）からマッハ7（時速8,644km）の速度で、実際の高度（36,500m）をシミュレートしながら、大型極超音速推進システムの試験を専門としています。
HTF内の試験エリアは3.05mから4.27mまで調整可能です。そこでは、黒鉛芯の電気加熱炉が窒素ガスを加熱し、それを酸素と室温の窒素と適切な比率で混合して、人工の無汚染空気を生成します。人工空気の温度は、試験の特定の要件を満たすように制御されます。HTFは、運転条件に応じて、一度に5分間稼働できます。
5. 一体型風洞実験計画（UPWT）
亜音速風洞で試験中のUPWT（超音波風洞）宇宙打ち上げシステムの模型。写真： NASA
ユニタリー・プラン（UPWT）風洞は、世界最大級の稼働中の風洞の一つです。この施設は、カリフォルニア州モフェット・フィールドにあるNASAエイムズ研究センター内に位置しています。1955年の完成以来、ユニタリー・プラン（UPWT）風洞は、従来の航空機（民間機および軍用機）と宇宙船（NASAの現在は運用を終了したスペースシャトルなど）の両方の試験に使用されてきました。この風洞は、ボーイング社の航空機群、F-111戦闘機、B-1ランサー爆撃機の開発において重要な役割を果たしました。
UPWTは、3つの閉回路風洞から構成されています。3.4m×3.4mの亜音速風洞（TWT）、2.7m×2.1mの超音速風洞、そして2.4m×2.1mの超音速風洞です。最後の風洞は、マッハ3.5（4,321m）までの速度に達することができます。これらはすべて、7,200ボルトで動作する4基の65,000馬力巻線型電磁モーターによって駆動されます。
アン・カン（ Interesting Engineeringによると）
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