China: Selepas lima tahun pembinaan, terowong angin terbesar dan paling pesat berkembang di dunia telah beroperasi di pinggir bandar Beijing.
Terowong angin JF-22 boleh mensimulasikan kelajuan supersonik sehingga Mach 30. Foto: SCMP
Terletak di Daerah Huairou di utara Beijing, terowong angin JF-22 mempunyai diameter 4 meter dan boleh menjana aliran udara pada kelajuan sehingga 10 km/s, menurut penilaian akhir yang dijalankan pada 30 Mei. Ini menjadikan struktur itu terowong angin terbesar dan terpantas di dunia, yang mampu mensimulasikan keadaan penerbangan supersonik sehingga Mach 30 (37,044 km/j), menurut Institut Kejuruteraan Mekanikal, agensi yang menguruskan JF-22.
Terowong ini akan "menyokong penyelidikan dan pembangunan sistem pengangkutan angkasa lepas hipersonik dan pesawat China," menurut pengumuman oleh institut itu pada 2 Jun. Sebagai perbandingan, terowong Mach 10 (12,348 km/j) di Pusat Penyelidikan Langley NASA di AS, sebuah kemudahan ujian hipersonik utama, mempunyai diameter ruang ujian hampir 0.8 meter. Ruang ujian yang lebih besar membolehkan penyelidik membawa model pesawat yang lebih besar, atau keseluruhan sistem senjata, ke dalam terowong angin untuk mengumpul data penerbangan yang lebih tepat. Kebanyakan peluru berpandu balistik antara benua mempunyai diameter kurang daripada 4 meter.
JF-22 dikaitkan dengan matlamat yang ditetapkan oleh kerajaan China dan usahanya untuk mencapainya menjelang 2035: mengerahkan armada pesawat hipersonik yang mampu membawa beribu-ribu penumpang ke angkasa lepas setiap tahun, atau ke mana-mana lokasi di planet ini dalam masa sejam. Walau bagaimanapun, pesawat sedemikian mesti menahan suhu dan tekanan penerbangan hipersonik yang melampau, mengekalkan laluan penerbangan yang stabil, dan menyediakan persekitaran yang selamat dan selesa untuk penumpang.
Pada kelajuan lima kali ganda kelajuan bunyi, molekul gas yang mengelilingi pesawat mula mampat dan menjadi panas, yang membawa kepada penceraian molekul. Molekul gas ini terurai menjadi atom konstituen, yang kemudiannya boleh bertindak balas antara satu sama lain untuk membentuk bahan kimia baharu. Memahami fizik kompleks aliran gas yang berkaitan dengan penceraian molekul adalah penting dalam pembangunan pesawat supersonik.
Melalui kajian fenomena dalam persekitaran eksperimen seperti terowong angin, saintis boleh meneroka bagaimana kenderaan supersonik berinteraksi dengan persekitarannya dan membangunkan teknologi baharu untuk meningkatkan prestasi dan keselamatan. Pengujian terowong angin boleh membantu mengenal pasti potensi masalah atau kecacatan reka bentuk sebelum kenderaan dibina dan diuji terbang, sekali gus mengurangkan risiko kegagalan atau kemalangan.
Menurut beberapa anggaran, simulasi keadaan penerbangan Mach 30 di dalam terowong angin yang besar memerlukan jumlah elektrik yang setara dengan output kuasa Empangan Three Gorges, yang secara praktikalnya mustahil. Oleh itu, Profesor Jiang Zonglin, ketua saintis dalam projek JF-22, telah menghasilkan penyelesaian inovatif.
Untuk menjana aliran udara berkelajuan tinggi yang diperlukan untuk ujian supersonik, Jiang mencadangkan sejenis penjana gelombang kejutan baharu yang dipanggil "enjin gelombang kejutan pantulan langsung." Dalam terowong angin konvensional, aliran udara dijana melalui pengembangan, di mana gas bertekanan tinggi dilepaskan dengan cepat ke dalam ruang bertekanan rendah, menghasilkan aliran supersonik. Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai beberapa batasan apabila kelajuan dan suhu yang sangat tinggi diperlukan untuk ujian supersonik.
Enjin gelombang kejutan pantulan Jiang mengatasi batasan tersebut dengan menggunakan siri letupan yang ditetapkan masanya dengan tepat untuk menghasilkan satu siri gelombang kejutan yang memantulkan antara satu sama lain dan menumpu pada satu titik. Letupan tenaga yang sangat kuat yang terhasil kemudiannya digunakan untuk menggerakkan aliran udara dalam terowong angin pada kelajuan ultra tinggi.
Inisiatif ini telah membuka jalan kepada banyak pencapaian dengan menjadikan penyelidikan penerbangan hipersonik lebih tepat dan cekap. Penggunaan bahan letupan untuk menjana tenaga dalam terowong angin mempunyai banyak kelemahan, seperti bahaya kepada manusia dan peralatan, pencemaran bunyi dan pencemaran udara. Walau bagaimanapun, kerana tenaga dijana daripada letupan dan bukannya jentera tetap, keamatan dan tempoh letupan boleh diselaraskan untuk mewujudkan aliran udara yang pelbagai bagi menguji pelbagai jenis kenderaan atau bahan.
Persatuan Kebangsaan untuk Sains Semula Jadi China telah menghantar 16 pakar bebas untuk menilai JF-22 dalam beberapa bidang utama, termasuk masa ujian berkesan, jumlah suhu, jumlah tekanan dan aliran muncung. Mereka menyimpulkan bahawa JF-22 mencapai prestasi terkemuka di dunia. Bersama-sama dengan terowong JF-12, JF-22 menjadi satu-satunya kemudahan ujian berasaskan darat yang memenuhi semua aspek ujian kenderaan dekat angkasa.
An Khang (Menurut SCMP )
[iklan_2]
Pautan sumber
Komen (0)