Самые мощные аэродинамические трубы в мире

Аэродинамические трубы стали основой аэрокосмической промышленности, помогая тестировать аэродинамику бесчисленного количества самолетов и ракет.

Аэродинамическая труба — это машина, имитирующая поток воздуха через объекты. Система всегда состоит из длинной узкой трубы, куда воздух подается различными способами, например, с помощью мощного вентилятора. Испытываемая модель или объект помещается внутрь трубы. Воздушный поток будет контролироваться для изучения его воздействия на объект в различных условиях, например, при изменении скорости ветра. Впервые разработанные в конце XIX века, аэродинамические трубы в настоящее время широко используются во многих отраслях промышленности. Например, аэродинамические трубы, используемые в автомобильной промышленности, проверяют аэродинамику автомобилей, гоночных автомобилей, грузовиков и других транспортных средств.

В гражданском строительстве аэродинамические трубы проверяют прочность конструкций зданий и инфраструктурных проектов. Они также помогают оптимизировать конструкции самолетов и ракет для более безопасного и эффективного полета. Ниже представлены самые мощные аэродинамические трубы в мире на сегодняшний день, по данным Interesting Engineering .

1. JF-22

Аэродинамическая труба JF-22 способна имитировать условия окружающей среды при входе космического корабля в атмосферу. Фото: Видеонаблюдение

JF-22 — самая мощная в мире сверхзвуковая аэродинамическая труба. Созданный в Институте машиностроения Китайской академии наук (IMCAS) к ​​северу от Пекина, JF-22 может развивать скорость до 30 Маха (37 044 км/ч или 10,3 км/с).

В JF-22 не используется вентилятор, поскольку он не может создавать столь высокоскоростной поток воздуха. Вместо этого в аэродинамической трубе используются синхронизированные взрывы для создания ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в точке внутри трубы диаметром 4 метра и длиной 167 метров. JF-22 может вырабатывать 15 гигаватт (ГВт) электроэнергии, что составляет 70% мощности плотины «Три ущелья» — крупнейшей в мире гидроэлектростанции в Ичане, Китай.

2. JF-12

JF-12 часто считают предшественником JF-22, представляющего собой аэродинамическую трубу открытого типа. Как и новейшая аэродинамическая труба JF-22, JF-12 использует ударные волны для создания условий полета от 5 Махов (6174 км/ч) до 9 Махов (11 174 км/ч) на высоте от 25 000 м до 50 000 м.

Согласно отчету Китайского института аэрокосмических исследований, самолет JF-12, созданный Институтом машиностроения в рамках IMCAS в 2008–2012 годах, сыграл решающую роль в разработке китайского гиперзвукового планирующего летательного аппарата (HGV) DF-ZF. JF-12 по-прежнему эксплуатируется параллельно с JF-22.

3. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-117 ЦАГИ

Аэродинамическая труба ЦАГИ Т-117. Фото: ЦАГИ

Т-117 ЦАГИ — большая сверхзвуковая аэродинамическая труба, построенная в Центральном гидроаэродинамическом институте в Москве, Россия, в 1970-х годах. Система работает по принципу продувки, при котором газ высокого давления быстро выпускается в оставшееся пространство аэродинамической трубы, создавая поток. Нагревать газовый поток будут две отдельные электрические печи, которые можно отсоединять в зависимости от эксперимента.

В одной печи используются две электрические дуги для обеспечения максимальной мощности 25 мегаватт, в то время как в другой печи используется одна электрическая дуга для обеспечения максимальной мощности 2,5 мегаватт. Воздух в печи нагревается между двумя электродами, расположенными по прямой линии вдоль одной оси, в результате чего возникает электрическая дуга. Затем электрическая дуга вращается под действием магнитного поля, нагревая воздух, проходящий между электродами.

Таким образом, Т-117 ЦАГИ может имитировать высокие температуры, с которыми сталкиваются гиперзвуковые аппараты во время полета, одновременно создавая испытательные скорости от 5 Махов (6174 км/ч) до 10 Махов (12 348 км/ч). В 2018 году на борту Т-117 ЦАГИ проводились испытания гиперзвукового режима полета космического корабля «Федерация» — проекта Роскосмоса по замене кораблей «Союз» в различных миссиях на околоземной и лунной орбите.

4. Гиперзвуковой туннельный комплекс (ГТФ)

Гиперзвуковой туннельный комплекс (HTF) расположен на испытательном полигоне имени Нила Армстронга в Научно-исследовательском центре имени Гленна в Сандаски, штат Огайо. Первоначально этот объект был построен для испытания сопел ядерных термоядерных ракет в рамках программы «Ядерные двигатели для ракетных транспортных средств» (NERVA). Теперь он специализируется на испытаниях крупномасштабных гиперзвуковых наддувных двигательных установок на скоростях от 5 Махов (6174 км/ч) до 7 Махов (8644 км/ч), имитируя реалистичные высоты (36 500 м).

Зона испытаний в HTF регулируется от 3,05 м2 до 4,27 м2. Там электрическая печь с графитовым сердечником нагревает газообразный азот, который затем смешивается с кислородом и азотом при комнатной температуре для получения экологически чистого искусственного воздуха в реальных пропорциях. Температура искусственного воздуха контролируется в соответствии с конкретными требованиями испытания. HTF может срабатывать каждые 5 минут в зависимости от условий эксплуатации.

5. Аэродинамическая труба единого плана (UPWT)

Модель ракеты для испытаний в дозвуковой аэродинамической трубе системы UPWT. Фото: НАСА

Аэродинамическая труба единого плана (UPWT) является одной из крупнейших действующих аэродинамических труб в мире. Объект расположен в исследовательском центре Эймса НАСА в Моффет-Филд, Калифорния. С момента своего завершения в 1955 году аэродинамическая труба единого плана (UPWT) помогла провести испытания как обычных самолетов (коммерческих и военных ), так и космических аппаратов (например, списанного космического челнока НАСА). Туннель сыграл ключевую роль в развитии парка самолетов Boeing, включая истребитель F-111 и бомбардировщик B-1 Lancer.

UPWT состоит из трех аэродинамических труб замкнутого цикла: дозвуковой аэродинамической трубы (TWT) размером 3,4 x 3,4 м, сверхзвуковой аэродинамической трубы размером 2,7 x 2,1 м и сверхзвуковой аэродинамической трубы размером 2,4 x 2,1 м. Последняя аэродинамическая труба может развивать скорость до 3,5 Маха (4321 м). Все они приводятся в действие четырьмя электромагнитными двигателями с фазным ротором мощностью 65 000 лошадиных сил, работающими при напряжении 7200 вольт.

Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник: https://vnexpress.net/nhung-duong-ham-gio-manh-nhat-the-gioi-4733176.html