중국 5년간의 공사 끝에 세계에서 가장 크고 빠른 풍동이 베이징 교외에 개장했습니다.
JF-22 풍동은 마하 30의 초음속 속도를 시뮬레이션할 수 있습니다. 사진: SCMP
5월 30일에 실시한 최종 평가에 따르면, 베이징 북부 화이러우 구에 위치한 JF-22 풍동은 직경 4m로 초당 최대 10km의 속도로 기류를 생성할 수 있습니다. JF-22를 관리하는 중국 기계공학 연구소에 따르면, 이는 세계에서 가장 크고 빠른 풍동으로, 최대 마하 30(시속 37,044km)의 초음속 비행 조건을 시뮬레이션할 수 있습니다.
연구소는 6월 2일 성명을 통해 이 터널이 "중국의 극초음속 항공기 및 우주 수송 시스템 연구 개발을 지원할 것"이라고 밝혔습니다. 미국 NASA 랭글리 연구 센터의 마하 10(시속 12,348km) 터널은 핵심 극초음속 시험 시설로, 시험실 직경이 약 0.8m에 달합니다. 더 큰 시험실 덕분에 연구원들은 대형 항공기 모형은 물론이고 무기 전체까지 풍동에 넣어 더욱 정확한 비행 데이터를 수집할 수 있습니다. 대부분의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)은 직경이 4m 미만입니다.
JF-22는 중국 정부 가 설정한 목표와 연계되어 있으며, 2035년까지 달성을 목표로 하고 있습니다. 바로 매년 수천 명의 승객을 우주로, 또는 한 시간 이내에 지구상 어디든 실어 나를 수 있는 극초음속 항공기를 배치하는 것입니다. 하지만 이러한 항공기는 극초음속 비행의 극한 온도와 압력을 견뎌내고, 안정적인 비행 경로를 유지하며, 승객에게 안전하고 편안한 환경을 제공해야 합니다.
음속의 5배에 달하는 속도에서 항공기 주변의 공기 분자는 압축되고 가열되기 시작하여 분자 해리를 일으킵니다. 기체 분자는 구성 원자로 분해되고, 이 원자들이 서로 반응하여 새로운 화학 물질을 형성할 수 있습니다. 공기 흐름과 분자 해리의 복잡한 물리 현상을 이해하는 것은 초음속 항공기 개발의 핵심입니다.
풍동과 같은 실험 환경에서 현상을 연구함으로써 과학자들은 초음속 비행체가 주변 환경과 어떻게 상호작용하는지 탐구하고 성능과 안전성을 향상시키는 새로운 기술을 개발할 수 있습니다. 풍동 시험은 비행체가 제작 및 시험되기 전에 잠재적인 문제나 설계 결함을 파악하여 고장이나 사고 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
일부 추정에 따르면, 대형 풍동 내에서 마하 30의 비행 조건을 시뮬레이션하려면 싼샤댐과 같은 양의 전력이 필요하며, 이는 사실상 불가능합니다. 그래서 JF-22 프로젝트의 수석 과학자인 장종린 교수는 한 가지 아이디어를 생각해 냈습니다.
극초음속 시험에 필요한 고속 가스 흐름을 생성하기 위해 장은 "직접 반사 충격파 엔진"이라는 새로운 유형의 충격파 발생기를 제안했습니다. 기존의 풍동에서는 고압 가스가 저압 챔버로 빠르게 방출되는 팽창 과정을 통해 가스 흐름이 생성되어 초음속 흐름이 생성됩니다. 그러나 이 방법은 극초음속 시험에 필요한 매우 높은 속도와 온도를 생성하는 데 있어 몇 가지 한계가 있습니다.
장의 반사 충격파 엔진은 정밀하게 타이밍을 맞춘 일련의 폭발을 통해 서로 반사되어 한 지점으로 모이는 일련의 충격파를 생성함으로써 이러한 한계를 극복합니다. 이렇게 생성된 매우 강력한 에너지는 풍동을 통해 초고속으로 공기를 추진하는 데 사용됩니다.
이 혁신은 극초음속 비행 연구를 더욱 정밀하고 효율적으로 만들어 많은 업적을 이룰 수 있는 길을 열어줍니다. 풍동에서 폭발물을 사용하여 전력을 생성하는 것은 사람과 장비 모두에 대한 위험, 소음, 대기 오염 등 여러 가지 단점이 있습니다. 그러나 에너지원은 고정된 기계 시스템이 아닌 폭발에 의해 생성되기 때문에, 폭발의 강도와 지속 시간을 조절하여 다양한 유형의 차량이나 재료를 시험하기 위한 다양한 기류를 생성할 수 있습니다.
중국 국가자연과학회는 16명의 독립 전문가를 파견하여 유효 시험 시간, 총 온도, 총 압력, 노즐 유량 등 여러 핵심 영역에서 JF-22를 평가했습니다. 그들은 JF-22가 세계 최고 수준의 성능을 달성했다고 결론지었습니다. JF-12 터널과 더불어 JF-22는 근우주 비행체의 모든 요건을 충족하는 유일한 지상 시험 시설이 되었습니다.
안캉 ( SCMP 에 따르면)
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