Najpotężniejsze tunele aerodynamiczne na świecie.

Tunele aerodynamiczne stały się podstawą przemysłu lotniczego, gdyż pozwalają na testowanie aerodynamiki niezliczonej liczby samolotów i pocisków.

Tunel aerodynamiczny to urządzenie symulujące przepływ powietrza przez obiekty. System zawsze zawiera długą, wąską rurę, do której wprowadza się strumień powietrza za pomocą różnych metod, takich jak silne wentylatory. Model lub obiekt do badania umieszczany jest wewnątrz rury. Przepływ powietrza jest kontrolowany w celu zbadania jego wpływu na obiekt w różnych warunkach, takich jak zmieniająca się prędkość wiatru. Tunele aerodynamiczne, opracowane po raz pierwszy pod koniec XIX wieku, są obecnie szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Na przykład tunele aerodynamiczne wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym służą do testowania aerodynamiki samochodów osobowych, wyścigowych, ciężarówek i innych pojazdów.

W inżynierii lądowej tunele aerodynamiczne testują integralność strukturalną budynków i projektów infrastrukturalnych. Pomagają również optymalizować projekty samolotów i pocisków, aby zapewnić bezpieczniejsze i bardziej wydajne loty. Poniżej przedstawiamy niektóre z najpotężniejszych obecnie tuneli aerodynamicznych na świecie , według Interesting Engineering .

1. JF-22

Tunel aerodynamiczny JF-22 może symulować warunki panujące podczas powrotu statku kosmicznego w atmosferę. Zdjęcie: CCTV

JF-22 to najpotężniejszy na świecie naddźwiękowy tunel aerodynamiczny. Zbudowany w Instytucie Inżynierii Mechanicznej Chińskiej Akademii Nauk (IMCAS) na północ od Pekinu, JF-22 może osiągać prędkość do Mach 30 (37 044 km/h lub 10,3 km/s).

JF-22 nie wykorzystuje wentylatorów, ponieważ nie są one w stanie wygenerować tak szybkiego przepływu powietrza. Zamiast tego, ten tunel aerodynamiczny wykorzystuje czasowe eksplozje do wytwarzania fal uderzeniowych, które odbijają się od siebie i zbiegają w jednym punkcie wewnątrz rury o średnicy 4 metrów i długości 167 metrów. JF-22 może dostarczyć 15 gigawatów (GW) mocy, co odpowiada 70% mocy Tamy Trzech Przełomów, największej na świecie elektrowni wodnej w Yichang w Chinach.

2. JF-12

JF-12 jest często uważany za poprzednika JF-22, ponieważ jest tunelem aerodynamicznym o obiegu otwartym. Podobnie jak najnowszy tunel aerodynamiczny JF-22, JF-12 wykorzystuje fale uderzeniowe do tworzenia warunków lotu w zakresie od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 9 (11 174 km/h), na wysokościach od 25 000 m do 50 000 m.

Zbudowany przez Instytut Inżynierii Mechanicznej (IMCAS) w latach 2008–2012, JF-12 odgrywa kluczową rolę w rozwoju chińskiego hipersonicznego samolotu szybującego (HGV) DF-ZF, zgodnie z raportem Chińskiego Instytutu Badań Aeronautycznych (China Aerospace Research Institute). JF-12 pozostaje w czynnej służbie obok JF-22.

3. Naddźwiękowy tunel aerodynamiczny T-117 TsAGI

Tunel aerodynamiczny T-117 TsAGI. Zdjęcie: TsAGI

T-117 TsAGI to duży naddźwiękowy tunel aerodynamiczny zbudowany w latach 70. XX wieku w Centralnym Instytucie Hydrodynamiki w Moskwie. System działa na zasadzie „bottom-out”, w której powietrze pod wysokim ciśnieniem jest szybko uwalniane do pozostałej części tunelu aerodynamicznego, tworząc przepływ powietrza. Dwa oddzielne, odłączane piece elektryczne, w zależności od eksperymentu, podgrzewają przepływ powietrza.

Jeden piec wykorzystuje dwa łuki elektryczne, aby dostarczyć maksymalną moc 25 megawatów, podczas gdy drugi wykorzystuje pojedynczy łuk elektryczny, aby dostarczyć maksymalną moc 2,5 megawata. Powietrze w piecach jest podgrzewane między dwiema elektrodami ustawionymi wzdłuż tej samej osi, generując łuk elektryczny. Łuk następnie obraca się pod wpływem pola magnetycznego, ogrzewając powietrze przepływające między elektrodami.

W ten sposób T-117 TsAGI może symulować wysokie temperatury, z jakimi spotykają się pojazdy hipersoniczne podczas lotu, generując jednocześnie prędkości testowe od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 10 (12 348 km/h). W 2018 roku T-117 TsAGI został wykorzystany do przetestowania hipersonicznego trybu lotu statku kosmicznego Federacja, projektu rosyjskiej agencji kosmicznej Roskosmos, mającego na celu zastąpienie statku kosmicznego Sojuz w różnych misjach na niskich orbitach okołoziemskich i księżycowych.

4. Obiekt tunelowy dużej prędkości (HTF)

Obiekt Hypersonic Tunneling Facility (HTF) znajduje się na Poligonie Testowym im. Neila Armstronga NASA, w Centrum Badawczym im. Glenna w Sandusky w stanie Ohio. Pierwotnie zbudowany do testowania dysz rakietowych ogrzewanych energią jądrową w ramach programu pojazdów napędzanych energią jądrową (NERVA), obiekt specjalizuje się obecnie w testowaniu wielkoskalowych systemów napędowych hipersonicznych przy prędkościach od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 7 (8644 km/h), symulując rzeczywiste wysokości (36 500 m).

Przestrzeń testową w komorze HTF można regulować w zakresie od 3,05 m do 4,27 m. W komorze HTF elektryczny piec grzewczy z rdzeniem grafitowym podgrzewa azot, który następnie miesza się z tlenem i azotem o temperaturze pokojowej, tworząc sztuczne, czyste powietrze w odpowiednim stosunku. Temperatura sztucznego powietrza jest kontrolowana, aby spełnić specyficzne wymagania testu. Komora HTF może pracować przez 5 minut, w zależności od warunków pracy.

5. Jednolity plan tunelu aerodynamicznego (UPWT)

Model systemu startowego UPWT (ultradźwiękowego tunelu aerodynamicznego) testowany w poddźwiękowym tunelu aerodynamicznym. Zdjęcie: NASA

Tunel aerodynamiczny Unitary Plan (UPWT) jest jednym z największych działających tuneli aerodynamicznych na świecie. Obiekt znajduje się w Centrum Badawczym NASA im. Amesa w Moffet Field w Kalifornii. Od momentu ukończenia w 1955 roku, tunel aerodynamiczny Unitary Plan (UPWT) był wykorzystywany do testowania zarówno samolotów konwencjonalnych (komercyjnych i wojskowych ), jak i statków kosmicznych (takich jak nieistniejący już wahadłowiec NASA Space Shuttle). Tunel odegrał kluczową rolę w rozwoju floty samolotów Boeinga, a także myśliwca F-111 i bombowca B-1 Lancer.

UPWT składa się z trzech tuneli aerodynamicznych o obiegu zamkniętym: poddźwiękowego tunelu aerodynamicznego (TWT) o wymiarach 3,4 x 3,4 m, naddźwiękowego tunelu aerodynamicznego o wymiarach 2,7 x 2,1 m oraz naddźwiękowego tunelu aerodynamicznego o wymiarach 2,4 x 2,1 m. Tunel aerodynamiczny może osiągać prędkości do Mach 3,5 (4321 m). Wszystkie tunele napędzane są czterema silnikami elektromagnetycznymi z wirnikiem uzwojonym o mocy 65 000 KM, pracującymi pod napięciem 7200 V.

An Khang (według Interesting Engineering )

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