China melengkapkan terowong angin hipersonik paling berkuasa di dunia

Terletak di daerah pergunungan Huairou di utara Beijing, terowong angin JF-22 berdiameter 4 meter (13 kaki) dan boleh menjana kelajuan aliran udara sehingga 10 kilometer (6.2 batu) sesaat, menurut penilaian akhir yang dijalankan pada 30 Mei.

China melengkapkan imej laluan luncur hipersonik terpantas di dunia 1 — JF-22, yang berpangkalan di Beijing, boleh mensimulasikan keadaan penerbangan yang teruk pada 30 kali kelajuan bunyi. Foto: SCMP

Itu menjadikannya terowong angin terbesar dan terpantas di dunia , yang mampu mensimulasikan keadaan penerbangan hipersonik sehingga 30 Mach, menurut Institut Mekanik China, pemilik kemudahan itu.

Terowong itu akan "menyokong penyelidikan dan pembangunan pesawat hipersonik dan sistem pengangkutan angkasa China," kata institut itu dalam satu kenyataan Jumaat. Sebagai perbandingan, terowong Mach 10 di Pusat Penyelidikan Langley Nasa di AS, kemudahan ujian hipersonik utama, mempunyai bahagian ujian diameter hampir 0.8 meter. Bahagian ujian yang lebih besar membolehkan penyelidik meletakkan model pesawat yang lebih besar atau bahkan keseluruhan kenderaan ke dalam terowong angin untuk mendapatkan data penerbangan yang lebih tepat.

JF-22 adalah sebahagian daripada matlamat kerajaan China untuk dicapai menjelang 2035. Pada masa itu, Beijing berharap untuk menggunakan armada pesawat hipersonik yang boleh membawa beribu-ribu penumpang ke angkasa lepas setiap tahun atau di mana-mana sahaja di planet ini dalam masa sejam. Tetapi pesawat sedemikian mesti mampu menahan suhu dan tekanan melampau penerbangan hipersonik, sambil mengekalkan trajektori penerbangan yang stabil dan persekitaran yang selamat dan selesa untuk penumpang.

Pada lima kali kelajuan bunyi, molekul udara yang mengelilingi satah mula mampat dan panas, mengakibatkan fenomena yang dikenali sebagai penceraian molekul. Molekul udara terurai menjadi atom konstituennya, yang kemudiannya boleh bertindak balas antara satu sama lain untuk membentuk bahan kimia baru.

Memahami fizik kompleks aliran yang terlibat dalam pemisahan molekul adalah penting untuk pembangunan pesawat hipersonik, menurut institut itu. Dengan mengkaji fenomena dalam persekitaran makmal menggunakan kemudahan seperti terowong angin, penyelidik boleh mempelajari cara kenderaan hipersonik berinteraksi dengan persekitaran mereka dan membangunkan teknologi baharu untuk meningkatkan prestasi dan keselamatan mereka.

Ujian terowong angin juga boleh membantu mengenal pasti masalah yang berpotensi atau kecacatan reka bentuk sebelum kenderaan benar-benar dibina dan diterbangkan, mengurangkan risiko kegagalan atau kemalangan. Mengikut beberapa anggaran, mensimulasikan keadaan penerbangan Mach 30 di dalam terowong besar akan memerlukan jumlah tenaga yang sama seperti Empangan Three Gorges—sesuatu yang tidak mungkin dilakukan.

Profesor Jiang Zonglin, saintis utama projek JF-22, menghasilkan penyelesaian yang inovatif. Untuk menjana aliran udara berkelajuan tinggi yang diperlukan untuk ujian hipersonik, Jiang mencadangkan jenis penjana gelombang kejutan baharu yang dipanggil "pemandu gelombang kejutan pantulan langsung." Dalam terowong angin hipersonik tradisional, aliran udara dicipta melalui proses yang dipanggil "pengembangan," di mana gas tekanan tinggi dilepaskan dengan cepat ke dalam ruang tekanan rendah, mewujudkan aliran hipersonik.

Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai had apabila ia datang untuk menjana kelajuan dan suhu yang sangat tinggi yang diperlukan untuk ujian ultrasonik. Pemacu gelombang kejutan yang dipantulkan Jiang mengatasi batasan ini dengan menggunakan satu siri letupan bermasa yang tepat untuk mencipta satu siri gelombang kejutan yang memantulkan antara satu sama lain dan menumpu pada satu titik.

Ledakan tenaga yang terhasil digunakan untuk memanipulasi aliran udara dalam terowong angin pada kelajuan yang sangat tinggi. Inovasi itu, kata institut itu, membuka jalan untuk kemajuan selanjutnya dengan membawa ketepatan dan kecekapan yang lebih besar kepada penyelidikan penerbangan hipersonik.

Dengan menggabungkan data, penyelidik dapat memahami dengan lebih baik cara bahan dan reka bentuk yang berbeza berprestasi dalam pelbagai keadaan penerbangan dan menggunakan maklumat tersebut untuk meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan senjata atau pesawat hipersonik. Kemudahan ini boleh meletakkan China bertahun-tahun di hadapan pesaingnya, kata pasukan Jiang.

Komen (0)