O túnel de vento supersônico mais potente do mundo

China: Após cinco anos de construção, o maior e mais rápido túnel de vento do mundo foi inaugurado nos arredores de Pequim.

O túnel de vento JF-22 consegue simular velocidades hipersônicas de Mach 30. Foto: SCMP — O túnel de vento JF-22 consegue simular velocidades hipersônicas de Mach 30. Foto: *SCMP*

Localizado no distrito de Huairou, no norte de Pequim, o túnel de vento JF-22 tem 4 metros de diâmetro e pode gerar fluxos de ar a velocidades de até 10 quilômetros por segundo, de acordo com uma avaliação final realizada em 30 de maio. Isso o torna o maior e mais rápido túnel de vento do mundo, capaz de simular condições de voo hipersônico de até Mach 30 (37.044 quilômetros por hora), segundo o Instituto de Engenharia Mecânica, responsável pela gestão do JF-22.

O túnel “apoiará a pesquisa e o desenvolvimento de aeronaves hipersônicas e sistemas de transporte espacial da China”, afirmou o instituto em comunicado divulgado em 2 de junho. Em comparação, o túnel Mach 10 (12.348 km/h) do Centro de Pesquisa Langley da NASA, nos EUA, uma importante instalação de testes hipersônicos, possui uma câmara de testes com diâmetro de quase 0,8 m. A câmara de testes maior permite que os pesquisadores coloquem grandes modelos de aeronaves, ou mesmo armas inteiras, no túnel de vento para coletar dados de voo mais precisos. A maioria dos mísseis balísticos intercontinentais tem menos de 4 m de diâmetro.

O JF-22 está atrelado à meta estabelecida pelo governo chinês, que busca alcançá-la até 2035: implantar uma frota de aeronaves hipersônicas capazes de transportar milhares de passageiros ao espaço anualmente, ou a qualquer lugar do planeta em até uma hora. No entanto, tais aeronaves precisam suportar as temperaturas e pressões extremas do voo hipersônico, manter uma trajetória de voo estável e proporcionar um ambiente seguro e confortável para os passageiros.

A velocidades cinco vezes superiores à velocidade do som, as moléculas de ar ao redor da aeronave começam a se comprimir e aquecer, levando à dissociação molecular. As moléculas de gás se decompõem em seus átomos constituintes, que podem reagir entre si para formar novas substâncias químicas. Compreender a física complexa do fluxo de gases e da dissociação molecular é fundamental para o desenvolvimento de aeronaves supersônicas.

Ao estudar fenômenos em ambientes experimentais, como túneis de vento, os cientistas podem explorar como os veículos hipersônicos interagem com o ambiente ao seu redor e desenvolver novas tecnologias para melhorar o desempenho e a segurança. Os testes em túnel de vento podem ajudar a identificar problemas potenciais ou falhas de projeto antes que um veículo seja construído e testado, reduzindo o risco de falhas ou acidentes.

Segundo algumas estimativas, simular condições de voo a Mach 30 dentro de um grande túnel de vento exigiria a mesma quantidade de energia que a Usina Hidrelétrica de Três Gargantas, o que é praticamente impossível. Então, o Professor Jiang Zonglin, cientista-chefe do projeto JF-22, teve uma ideia.

Para gerar o fluxo de gás de alta velocidade necessário para testes hipersônicos, Jiang propôs um novo tipo de gerador de ondas de choque chamado "motor de ondas de choque de reflexão direta". Em um túnel de vento convencional, o fluxo de gás é gerado por um processo de expansão no qual o gás de alta pressão é rapidamente descarregado em uma câmara de baixa pressão, criando um fluxo supersônico. No entanto, esse método apresenta algumas limitações quando se trata de gerar as velocidades e temperaturas extremamente altas exigidas para testes hipersônicos.

O motor de ondas de choque refletidas de Jiang supera essa limitação usando uma série de explosões precisamente cronometradas para gerar uma série de ondas de choque que se refletem umas nas outras e convergem em um único ponto. A explosão resultante de energia intensa é usada para impulsionar o ar através de um túnel de vento a velocidades altíssimas.

A inovação abre caminho para muitas conquistas, tornando a pesquisa de voos hipersônicos mais precisa e eficiente. O uso de explosivos para gerar energia em um túnel de vento apresenta muitas desvantagens, incluindo perigo para pessoas e equipamentos, ruído e poluição do ar. No entanto, como a fonte de energia é gerada por explosões em vez de máquinas fixas, a intensidade e a duração das explosões podem ser ajustadas para criar uma variedade de fluxos de ar para testar diferentes tipos de veículos ou materiais.

A Associação Nacional de Ciências Naturais da China enviou 16 especialistas independentes para avaliar o JF-22 em diversas áreas-chave, incluindo tempo efetivo de teste, temperatura total, pressão total e vazão do bocal. Eles concluíram que o JF-22 alcançou desempenho de ponta mundial. Juntamente com o túnel JF-12, o JF-22 tornou-se a única instalação de testes terrestre que abrange todos os aspectos de veículos para o espaço próximo.

An Khang (Segundo o SCMP )

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