De krachtigste windtunnels ter wereld.

Windtunnels zijn een hoeksteen geworden van de lucht- en ruimtevaartindustrie en helpen bij het testen van de aerodynamica van talloze vliegtuigen en raketten.

Een windtunnel is een machine die de luchtstroom rond objecten simuleert. Het systeem bestaat altijd uit een lange, smalle buis waarin lucht wordt gebracht met behulp van verschillende methoden, zoals krachtige ventilatoren. Het model of object dat onderzocht moet worden, wordt in de buis geplaatst. De luchtstroom wordt geregeld om het effect ervan op het object onder verschillende omstandigheden te bestuderen, zoals variërende windsnelheden. Windtunnels werden voor het eerst ontwikkeld aan het einde van de 19e eeuw en worden nu op grote schaal gebruikt in vele industrieën. Zo worden windtunnels in de auto-industrie gebruikt om de aerodynamica van auto's, raceauto's, vrachtwagens en andere voertuigen te testen.

In de civiele techniek worden windtunnels gebruikt om de structurele integriteit van gebouwen en infrastructuurprojecten te testen. Ze helpen ook bij het optimaliseren van vliegtuig- en raketontwerpen voor veiligere en efficiëntere vluchten. Hieronder staan ​​enkele van 's werelds krachtigste windtunnels van dit moment, volgens Interesting Engineering .

1. JF-22

De JF-22 windtunnel kan de omstandigheden simuleren die heersen tijdens de terugkeer van een ruimtevaartuig in de atmosfeer. Foto: CCTV

De JF-22 is 's werelds krachtigste supersonische windtunnel. De JF-22 is gebouwd aan het Instituut voor Werktuigbouwkunde van de Chinese Academie van Wetenschappen (IMCAS) ten noorden van Peking en kan snelheden tot Mach 30 (37.044 km/u of 10,3 km/s) bereiken.

De JF-22 gebruikt geen ventilatoren omdat die niet zulke hoge luchtsnelheden kunnen genereren. In plaats daarvan maakt deze windtunnel gebruik van getimede explosies om schokgolven te produceren die van elkaar weerkaatsen en samenkomen op één punt in de 4 meter brede en 167 meter lange buis. De JF-22 kan 15 gigawatt (GW) aan vermogen leveren, wat overeenkomt met 70% van het vermogen van de Drie Kloven Dam, 's werelds grootste waterkrachtcentrale in Yichang, China.

2. JF-12

De JF-12 wordt vaak beschouwd als de voorganger van de JF-22, omdat het een windtunnel met een open circuit is. Net als de modernere JF-22 windtunnel gebruikt de JF-12 schokgolven om vliegomstandigheden te creëren met snelheden van Mach 5 (6.174 km/u) tot Mach 9 (11.174 km/u), op hoogtes van 25.000 m tot 50.000 m.

De JF-12, gebouwd door het Instituut voor Werktuigbouwkunde onder IMCAS tussen 2008 en 2012, is cruciaal voor de ontwikkeling van China's DF-ZF hypersonische glijvoertuig (HGV), aldus een rapport van het China Aerospace Research Institute. De JF-12 is nog steeds actief in dienst, naast de JF-22.

3. T-117 TsAGI Supersonische Windtunnel

T-117 TsAGI-windtunnel. Foto: TsAGI

De T-117 TsAGI is een grote supersonische windtunnel die in de jaren 70 is gebouwd aan het Centraal Hydrodynamisch Instituut in Moskou, Rusland. Het systeem werkt volgens het bottom-out-principe, waarbij hogedruklucht snel in de resterende ruimte van de windtunnel wordt gelaten om een ​​luchtstroom te creëren. Twee afzonderlijke, afneembare elektrische ovens verwarmen, afhankelijk van het experiment, de luchtstroom.

De ene oven gebruikt twee elektrische bogen om een ​​maximaal vermogen van 25 megawatt te leveren, terwijl de andere een enkele elektrische boog gebruikt voor een maximaal vermogen van 2,5 megawatt. De lucht in de ovens wordt verwarmd tussen twee elektroden die langs dezelfde as zijn uitgelijnd, waardoor een elektrische boog ontstaat. De boog roteert vervolgens door een magnetisch veld, waardoor de lucht die tussen de elektroden stroomt, wordt verwarmd.

Op deze manier kan de T-117 TsAGI de hoge temperaturen simuleren die hypersonische voertuigen tijdens hun vlucht ondervinden, terwijl tegelijkertijd testsnelheden van Mach 5 (6.174 km/u) tot Mach 10 (12.348 km/u) worden gegenereerd. In 2018 werd de T-117 TsAGI gebruikt om de hypersonische vluchtmodus van het Federation-ruimtevaartuig te testen, een project van het Russische ruimtevaartagentschap Roscosmos dat tot doel heeft de Sojoez-ruimtevaartuigen te vervangen in diverse missies in lage aard- en maanbanen.

4. Hogesnelheidstunnelinstallatie (HTF)

De Hypersonic Tunneling Facility (HTF) bevindt zich op NASA's Neil Armstrong Test Site, binnen het Glenn Research Center in Sandusky, Ohio. De faciliteit, die oorspronkelijk werd gebouwd om nucleair verwarmde raketmondstukken te testen in het Nuclear-Driven Vehicle (NERVA)-programma, is nu gespecialiseerd in het testen van grootschalige hypersonische aandrijfsystemen bij snelheden van Mach 5 (6.174 km/u) tot Mach 7 (8.644 km/u), waarbij realistische hoogtes (36.500 m) worden gesimuleerd.

Het testgebied in de HTF kan worden aangepast van 3,05 m tot 4,27 m. Daarin verwarmt een elektrische verwarmingsoven met grafietkern stikstofgas, dat vervolgens wordt gemengd met zuurstof en stikstof op kamertemperatuur om kunstmatige, onvervuilde lucht in de juiste verhouding te creëren. De temperatuur van de kunstmatige lucht wordt geregeld om te voldoen aan de specifieke eisen van de test. De HTF kan, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, gedurende 5 minuten per keer in werking zijn.

5. Plan voor een unitaire windtunnel (UPWT)

Een model van het UPWT-ruimtelanceersysteem (Ultrasonic Wind Tunnel) wordt getest in een subsonische windtunnel. Foto: NASA

De Unitary Plan (UPWT) windtunnel is een van de grootste operationele windtunnels ter wereld. De faciliteit bevindt zich op het Ames Research Center van NASA in Moffet Field, Californië. Sinds de voltooiing in 1955 is de UPWT-windtunnel gebruikt voor het testen van zowel conventionele vliegtuigen (commercieel en militair ) als ruimtevaartuigen (zoals NASA's inmiddels niet meer gebruikte Space Shuttle). De tunnel speelde een cruciale rol in de ontwikkeling van de Boeing-vliegtuigvloot, evenals de F-111 straaljager en de B-1 Lancer-bommenwerper.

UPWT bestaat uit drie gesloten windtunnels: een subsonische windtunnel (TWT) van 3,4 x 3,4 m, een supersonische windtunnel van 2,7 x 2,1 m en een supersonische windtunnel van 2,4 x 2,1 m. De laatste windtunnel kan snelheden tot Mach 3,5 (4321 m) bereiken. Alle tunnels worden aangedreven door vier elektromagnetische motoren met gewikkelde rotor van 65.000 pk, werkend op 7200 volt.

An Khang (volgens Interesting Engineering )

Bronlink: https://vnexpress.net/nhung-duong-ham-gio-manh-nhat-the-gioi-4733176.html