Cel mai puternic tunel aerodinamic supersonic din lume

După cinci ani de construcție, cel mai mare și mai rapid tunel aerodinamic din lume s -a deschis în suburbiile Beijingului.

Tunelul aerodinamic JF-22 poate simula viteze hipersonice de Mach 30. Foto: SCMP — Tunelul aerodinamic JF-22 poate simula viteze hipersonice de Mach 30. Foto: *SCMP*

Situat în districtul Huairou din nordul Beijingului, tunelul aerodinamic JF-22 are un diametru de 4 metri și poate genera fluxuri de aer cu viteze de până la 10 kilometri pe secundă, conform unei evaluări finale efectuate pe 30 mai. Aceasta îl face cel mai mare și mai rapid tunel aerodinamic din lume, capabil să simuleze condiții de zbor hipersonice de până la Mach 30 (37.044 kilometri pe oră), potrivit Institutului de Inginerie Mecanică, care administrează JF-22.

Tunelul va „sprijini cercetarea și dezvoltarea Chinei în domeniul aeronavelor hipersonice și al sistemelor de transport spațial”, a declarat institutul într-un comunicat din 2 iunie. Prin comparație, tunelul Mach 10 (12.348 km/h) de la Centrul de Cercetare Langley al NASA din SUA, o instalație cheie de testare hipersonică, are un diametru al camerei de testare de aproape 0,8 m. Camera de testare mai mare permite cercetătorilor să introducă modele de aeronave mari sau chiar arme întregi în tunelul aerodinamic pentru a colecta date de zbor mai precise. Majoritatea rachetelor balistice intercontinentale au un diametru mai mic de 4 m.

JF-22 este legat de obiectivul stabilit de guvernul chinez și pe care se străduiește să îl atingă până în 2035: desfășurarea unei flote de aeronave hipersonice care să poată transporta mii de pasageri în spațiu în fiecare an sau oriunde pe planetă în decurs de o oră. Însă astfel de aeronave trebuie să reziste temperaturilor și presiunilor extreme ale zborului hipersonic, să mențină o traiectorie de zbor stabilă și să ofere un mediu sigur și confortabil pentru pasageri.

La viteze de cinci ori mai mari decât viteza sunetului, moleculele de aer din jurul aeronavei încep să se comprime și să se încălzească, ducând la disociere moleculară. Moleculele de gaz se descompun în atomii constituenți, care pot reacționa între ei pentru a forma noi substanțe chimice. Înțelegerea fizicii complexe a fluxului de gaz și a disocierii moleculare este esențială pentru dezvoltarea aeronavelor supersonice.

Studiind fenomenele din medii experimentale, cum ar fi tunelurile aerodinamice, oamenii de știință pot explora modul în care vehiculele hipersonice interacționează cu mediul înconjurător și pot dezvolta noi tehnologii pentru a îmbunătăți performanța și siguranța. Testarea în tunelul aerodinamic poate ajuta la identificarea potențialelor probleme sau defecte de proiectare înainte ca un vehicul să fie construit și testat, reducând riscul de defecțiune sau accident.

Conform unor estimări, simularea condițiilor de zbor cu Mach 30 în interiorul unui tunel aerodinamic mare ar necesita aceeași cantitate de energie ca și la Barajul celor Trei Chei, ceea ce este practic imposibil. Așadar, profesorul Jiang Zonglin, omul de știință principal al proiectului JF-22, a venit cu o idee.

Pentru a genera fluxul de gaz de mare viteză necesar testelor hipersonice, Jiang a propus un nou tip de generator de unde de șoc numit „motor de unde de șoc cu reflexie directă”. Într-un tunel aerodinamic convențional, fluxul de gaz este generat printr-un proces de expansiune în care gazul de înaltă presiune este descărcat rapid într-o cameră de joasă presiune, creând un flux supersonic. Cu toate acestea, această metodă are unele limitări atunci când vine vorba de generarea vitezelor și temperaturilor extrem de mari necesare pentru testele hipersonice.

Motorul cu unde de șoc reflectate al lui Jiang depășește această limitare prin utilizarea unei serii de explozii sincronizate precis pentru a genera o serie de unde de șoc care se reflectă unele în altele și converg într-un singur punct. Explozia de energie intensă rezultată este utilizată pentru a propulsa aerul printr-un tunel aerodinamic la viteze ultra-mari.

Inovația deschide calea pentru numeroase realizări, făcând cercetarea zborului hipersonic mai precisă și mai eficientă. Utilizarea explozibililor pentru generarea de energie într-un tunel aerodinamic prezintă numeroase dezavantaje, inclusiv pericol atât pentru oameni, cât și pentru echipamente, zgomot și poluare a aerului. Cu toate acestea, deoarece sursa de energie este generată din explozii și nu din utilaje fixe, intensitatea și durata exploziilor pot fi ajustate pentru a crea o varietate de curenți de aer pentru testarea diferitelor tipuri de vehicule sau materiale.

Asociația Națională de Științe Naturale din China a trimis 16 experți independenți pentru a evalua JF-22 în mai multe domenii cheie, inclusiv timpul de testare efectiv, temperatura totală, presiunea totală și debitul duzei. Aceștia au concluzionat că JF-22 a atins performanțe de top la nivel mondial. Împreună cu tunelul JF-12, JF-22 a devenit singura instalație de testare terestră care acoperă toate aspectele vehiculelor spațiale apropiate.

An Khang (conform SCMP )

Legătură sursă