Os túneis de vento mais potentes do mundo.

Os túneis de vento tornaram-se um pilar da indústria aeroespacial, ajudando a testar a aerodinâmica de inúmeras aeronaves e mísseis.

Um túnel de vento é uma máquina que simula o fluxo de ar através de objetos. O sistema sempre inclui um tubo longo e estreito onde o fluxo de ar é introduzido por meio de diversos métodos, como ventiladores potentes. O modelo ou objeto a ser examinado é colocado dentro do tubo. O fluxo de ar é controlado para estudar seu efeito sobre o objeto sob diferentes condições, como variações na velocidade do vento. Desenvolvidos inicialmente no final do século XIX, os túneis de vento são hoje amplamente utilizados em diversos setores industriais. Por exemplo, os túneis de vento utilizados na indústria automotiva testam a aerodinâmica de carros, carros de corrida, caminhões e outros veículos.

Na engenharia civil, os túneis de vento testam a integridade estrutural de edifícios e projetos de infraestrutura. Eles também ajudam a otimizar projetos de aeronaves e mísseis para voos mais seguros e eficientes. Abaixo estão alguns dos túneis de vento mais potentes do mundo atualmente, de acordo com o Interesting Engineering .

1. JF-22

O túnel de vento JF-22 pode simular o ambiente durante a reentrada de uma espaçonave. Foto: CCTV

O JF-22 é o túnel de vento supersônico mais potente do mundo. Construído no Instituto de Engenharia Mecânica da Academia Chinesa de Ciências (IMCAS), ao norte de Pequim, o JF-22 pode atingir velocidades de até Mach 30 (37.044 km/h ou 10,3 km/s).

O JF-22 não utiliza ventiladores, pois estes não conseguem gerar um fluxo de ar de tão alta velocidade. Em vez disso, este túnel de vento utiliza explosões cronometradas para produzir ondas de choque que se refletem umas nas outras e convergem num único ponto dentro do tubo de 4 metros de diâmetro e 167 metros de comprimento. O JF-22 pode fornecer 15 gigawatts (GW) de potência, o equivalente a 70% da potência da Usina Hidrelétrica de Três Gargantas, a maior usina hidrelétrica do mundo, localizada em Yichang, na China.

2. JF-12

O JF-12 é frequentemente considerado o antecessor do JF-22, sendo um túnel de vento de circuito aberto. Assim como o mais recente túnel de vento JF-22, o JF-12 utiliza ondas de choque para criar condições de voo que variam de Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 9 (11.174 km/h), em altitudes de 25.000 m a 50.000 m.

Construído pelo Instituto de Engenharia Mecânica sob a IMCAS entre 2008 e 2012, o JF-12 é crucial para o desenvolvimento do veículo hipersônico planador DF-ZF da China, de acordo com um relatório do Instituto de Pesquisa Aeroespacial da China. O JF-12 permanece em serviço ativo juntamente com o JF-22.

3. Túnel de vento supersônico T-117 TsAGI

Túnel de Vento T-117 TsAGI. Foto: TsAGI

O T-117 TsAGI é um grande túnel de vento supersônico construído no Instituto Central de Hidrodinâmica em Moscou, Rússia, na década de 1970. O sistema opera com base no princípio de fluxo de ar de baixo para cima, no qual o ar de alta pressão é liberado rapidamente na área restante do túnel de vento para criar um fluxo de ar. Dois fornos elétricos separados e destacáveis ​​aquecem o fluxo de ar, dependendo do experimento.

Um dos fornos utiliza dois arcos elétricos para fornecer uma potência máxima de 25 megawatts, enquanto o outro utiliza um único arco elétrico para uma potência máxima de 2,5 megawatts. O ar nos fornos é aquecido entre dois eletrodos alinhados no mesmo eixo, gerando um arco elétrico. O arco então gira devido a um campo magnético, aquecendo o ar que passa entre os eletrodos.

Dessa forma, o T-117 TsAGI pode simular as altas temperaturas encontradas por veículos hipersônicos durante o voo, enquanto simultaneamente gera velocidades de teste que variam de Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 10 (12.348 km/h). Em 2018, o T-117 TsAGI foi usado para testar o modo de voo hipersônico da espaçonave Federation, um projeto da agência espacial russa Roscosmos destinado a substituir a espaçonave Soyuz em diversas missões em órbitas baixas da Terra e da Lua.

4. Instalação de tunelamento de alta velocidade (HTF)

A Instalação de Tunelamento Hipersônico (HTF, na sigla em inglês) está localizada no Sítio de Testes Neil Armstrong da NASA, dentro do Centro de Pesquisa Glenn em Sandusky, Ohio. Originalmente construída para testar bocais de foguetes aquecidos por energia nuclear no programa de Veículos de Propulsão Nuclear (NERVA, na sigla em inglês), a instalação agora se especializa em testar sistemas de propulsão hipersônica em grande escala a velocidades de Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 7 (8.644 km/h), simulando altitudes reais (36.500 m).

A área de teste no HTF pode ser ajustada de 3,05 m a 4,27 m. Nela, um forno elétrico com núcleo de grafite aquece o gás nitrogênio, que é então misturado com oxigênio e nitrogênio à temperatura ambiente para criar ar artificial não poluído na proporção correta. A temperatura do ar artificial é controlada para atender aos requisitos específicos do teste. O HTF pode operar por 5 minutos de cada vez, dependendo das condições de operação.

5. Plano do Túnel de Vento Unitário (UPWT)

Um modelo do sistema de lançamento espacial UPWT (Túnel de Vento Ultrassônico) sendo testado em um túnel de vento subsônico. Foto: NASA

O túnel de vento Unitary Plan (UPWT) é um dos maiores túneis de vento operacionais do mundo. A instalação está localizada no Centro de Pesquisa Ames da NASA, em Moffett Field, Califórnia. Desde sua conclusão em 1955, o túnel de vento Unitary Plan (UPWT) tem sido usado para testar tanto aeronaves convencionais (comerciais e militares ) quanto espaçonaves (como o ônibus espacial da NASA, agora desativado). O túnel desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da frota de aeronaves da Boeing, bem como do caça F-111 e do bombardeiro B-1 Lancer.

O UPWT compreende três túneis de vento de circuito fechado: um túnel de vento subsônico (TWT) de 3,4 x 3,4 m, um túnel de vento supersônico de 2,7 x 2,1 m e um túnel de vento supersônico de 2,4 x 2,1 m. O último túnel de vento pode atingir velocidades de até Mach 3,5 (4.321 m). Todos são alimentados por quatro motores eletromagnéticos de rotor bobinado de 65.000 hp, operando a 7.200 volts.

An Khang (De acordo com Interesting Engineering )

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