China finalizează cel mai puternic tunel aerodinamic hipersonic din lume

Situat în districtul muntos Huairou, la nord de Beijing, tunelul aerodinamic JF-22 are un diametru de 4 metri și poate genera viteze ale fluxului de aer de până la 10 kilometri pe secundă, conform evaluării finale efectuate pe 30 mai.

China finalizează cea mai rapidă traiectorie de planare hipersonică din lume, imaginea 1 — JF-22, cu baza la Beijing, poate simula condiții dificile de zbor la o viteză de 30 de ori mai mare decât cea a sunetului. Foto: SCMP

Asta îl face cel mai mare și mai rapid tunel aerodinamic din lume , capabil să simuleze condiții de zbor hipersonice de până la Mach 30, potrivit Institutului de Mecanică din China, proprietarul instalației.

Tunelul va „sprijini cercetarea și dezvoltarea Chinei în domeniul aeronavelor hipersonice și al sistemelor de transport spațial”, a declarat institutul într-un comunicat de vineri. Prin comparație, tunelul Mach 10 de la Centrul de Cercetare Langley al NASA din SUA, o instalație importantă de testare hipersonică, are o secțiune de testare cu un diametru de aproape 0,8 metri. Secțiunea de testare mai mare permite cercetătorilor să introducă modele de aeronave mai mari sau chiar vehicule întregi în tunelul aerodinamic pentru a obține date de zbor mai precise.

JF-22 este o parte integrantă a obiectivelor guvernului chinez de atins până în 2035. Până atunci, Beijingul speră să desfășoare o flotă 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 fie capabile să reziste temperaturilor și presiunilor extreme ale zborului hipersonic, menținând în același timp o traiectorie de zbor stabilă și un mediu sigur și confortabil pentru pasageri.

La o viteză de cinci ori mai mare decât cea a sunetului, moleculele de aer care înconjoară avionul încep să se comprime și să se încălzească, rezultând un fenomen cunoscut sub numele de disociere moleculară. Moleculele de aer se descompun în atomii constituenți, care pot reacționa apoi între ei pentru a forma noi substanțe chimice.

Înțelegerea fizicii complexe a fluxurilor implicate în separarea moleculară este crucială pentru dezvoltarea aeronavelor hipersonice, potrivit institutului. Prin studierea fenomenelor într-un mediu de laborator, utilizând instalații precum tunelurile aerodinamice, cercetătorii pot afla cum interacționează vehiculele hipersonice cu mediul înconjurător și pot dezvolta noi tehnologii pentru a le îmbunătăți performanța și siguranța.

Testarea în tunelul aerodinamic poate ajuta, de asemenea, la identificarea potențialelor probleme sau defecte de proiectare înainte ca un vehicul să fie construit și pilotat efectiv, reducând riscul de defecțiune sau accident. Conform unor estimări, simularea condițiilor de zbor cu Mach 30 în interiorul unui tunel mare ar necesita aceeași cantitate de energie ca și Barajul Trei Defilee - lucru care pur și simplu nu este posibil.

Profesorul Jiang Zonglin, cercetătorul principal al proiectului JF-22, a venit cu o soluție inovatoare. Pentru a genera fluxul de aer de mare viteză necesar testelor hipersonice, Jiang a propus un nou tip de generator de unde de șoc numit „driver de unde de șoc cu reflexie directă”. În tunelurile aerodinamice hipersonice tradiționale, fluxul de aer este creat printr-un proces numit „expansiune”, în care gazul de înaltă presiune este eliberat rapid într-o cameră de joasă presiune, creând un flux hipersonic.

Totuși, această metodă are limitări atunci când vine vorba de generarea vitezelor și temperaturilor extrem de mari necesare pentru testarea cu ultrasunete. Driverul de unde de șoc reflectate al lui Jiang depășește aceste limitări utilizând o serie de explozii sincronizate precis pentru a crea o serie de unde de șoc care se reflectă unele pe altele și converg într-un singur punct.

Explozia intensă de energie rezultată este utilizată pentru a manipula fluxul de aer într-un tunel aerodinamic la viteze extrem de mari. Inovația, spune institutul, deschide calea pentru progrese ulterioare, aducând o precizie și o eficiență sporite cercetării zborului hipersonic.

Prin combinarea datelor, cercetătorii pot înțelege mai bine cum se comportă diferite materiale și modele într-o gamă largă de condiții de zbor și pot utiliza aceste informații pentru a îmbunătăți performanța și fiabilitatea armelor sau aeronavelor hipersonice. Aceste facilități ar putea plasa China cu ani înaintea concurenților săi, a declarat echipa lui Jiang.

Mai Anh (conform SCMP)

Sursă