Kina: Etter fem år med bygging er verdens største og raskest voksende vindtunnel tatt i bruk i en forstad til Beijing.
JF-22-vindtunnelen kan simulere supersoniske hastigheter på Mach 30. Foto: SCMP
JF-22-vindtunnelen ligger i Huairou-distriktet nord for Beijing, har en diameter på 4 meter og kan generere luftstrøm i hastigheter opptil 10 km/s, ifølge endelige vurderinger utført 30. mai. Dette gjør strukturen til verdens største og raskeste vindtunnel, i stand til å simulere supersoniske flyforhold opptil Mach 30 (37 044 km/t), ifølge Institute of Mechanical Engineering, byrået som administrerer JF-22.
Denne tunnelen vil «støtte forskning og utvikling av Kinas hypersoniske romtransportsystemer og fly», ifølge en kunngjøring fra instituttet 2. juni. Til sammenligning har Mach 10-tunnelen (12 348 km/t) ved NASAs Langley Research Center i USA, et viktig hypersonisk testanlegg, en testkammerdiameter på nesten 0,8 meter. Et større testkammer lar forskere ta med seg større flymodeller, eller til og med hele våpensystemer, inn i vindtunnelen for å samle inn mer nøyaktige flydata. De fleste interkontinentale ballistiske missiler har en diameter på mindre enn 4 meter.
JF-22 er knyttet til et mål satt av den kinesiske regjeringen og dens innsats for å oppnå det innen 2035: å utplassere en flåte av hypersoniske fly som er i stand til å frakte tusenvis av passasjerer ut i rommet hvert år, eller til et hvilket som helst sted på planeten innen en time. Slike fly må imidlertid tåle de ekstreme temperaturene og trykket ved hypersonisk flyging, opprettholde en stabil flyvebane og gi et trygt og komfortabelt miljø for passasjerene.
Med fem ganger lydens hastighet begynner gassmolekylene som omgir flyet å komprimeres og varmes opp, noe som fører til molekylær dissosiasjon. Disse gassmolekylene brytes ned til bestanddeler som deretter kan reagere med hverandre for å danne nye kjemiske stoffer. Å forstå den komplekse fysikken i gassstrømmen knyttet til molekylær dissosiasjon er avgjørende i utviklingen av supersoniske fly.
Ved å studere fenomener i eksperimentelle miljøer som vindtunneler, kan forskere utforske hvordan supersoniske kjøretøy samhandler med omgivelsene sine og utvikle nye teknologier for å forbedre ytelse og sikkerhet. Testing i vindtunneler kan bidra til å identifisere potensielle problemer eller designfeil før kjøretøyet bygges og testes, noe som reduserer risikoen for feil eller ulykker.
Ifølge noen estimater ville det å simulere flyforhold med en hastighet på Mach 30 inne i en stor vindtunnel kreve en mengde elektrisitet tilsvarende effekten fra Three Gorges Dam, noe som er praktisk talt umulig. Derfor kom professor Jiang Zonglin, hovedforskeren på JF-22-prosjektet, opp med en innovativ løsning.
For å generere den høyhastighetsluftstrømmen som er nødvendig for supersonisk testing, foreslo Jiang en ny type sjokkbølgegenerator kalt en "direktereflekterende sjokkbølgemotor". I konvensjonelle vindtunneler genereres luftstrømmen ved ekspansjon, der høytrykksgass raskt slippes ut i et lavtrykkskammer, noe som skaper en supersonisk strøm. Denne metoden har imidlertid noen begrensninger når ekstremt høye hastigheter og temperaturer kreves for supersonisk testing.
Jiangs reflekterte sjokkbølgemotor overvinner begrensningene ved å bruke en presist tidsbestemt serie med eksplosjoner for å generere en serie sjokkbølger som reflekteres fra hverandre og konvergerer på ett enkelt punkt. Den resulterende ekstremt kraftige energiutbruddet brukes deretter til å drive luftstrømmen i vindtunnelen med ultrahøye hastigheter.
Dette initiativet banet vei for mange bragder ved å gjøre hypersonisk flyforskning mer presis og effektiv. Bruk av eksplosiver til å generere energi i vindtunneler har mange ulemper, som fare for både mennesker og utstyr, støyforurensning og luftforurensning. Men fordi energien genereres fra eksplosjoner snarere enn fast maskineri, kan intensiteten og varigheten av eksplosjonene justeres for å skape variert luftstrøm for testing av ulike typer kjøretøy eller materialer.
Kinas nasjonale forening for naturvitenskap sendte 16 uavhengige eksperter for å evaluere JF-22 på flere viktige områder, inkludert effektiv testtid, totaltemperatur, totalt trykk og dysestrøm. De konkluderte med at JF-22 oppnådde verdensledende ytelse. Sammen med JF-12-tunnelen ble JF-22 det eneste bakkebaserte testanlegget som oppfylte alle aspekter ved testing av nærromsfartøy.
An Khang (ifølge SCMP )
[annonse_2]
Kildekobling
Kommentar (0)