Самые мощные в мире аэродинамические трубы.

Аэродинамические трубы стали краеугольным камнем аэрокосмической отрасли, помогая проверять аэродинамику бесчисленных самолетов и ракет.

Аэродинамическая труба — это устройство, имитирующее поток воздуха через объекты. Система всегда включает в себя длинную узкую трубу, в которую подается поток воздуха различными способами, например, с помощью мощных вентиляторов. Модель или объект для исследования помещается внутрь трубы. Поток воздуха регулируется 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, позволяют тестировать аэродинамику автомобилей, гоночных машин, грузовиков и других транспортных средств.

В гражданском строительстве аэродинамические трубы используются для проверки целостности конструкций зданий и инфраструктурных объектов. Они также помогают оптимизировать конструкции самолетов и ракет для более безопасного и эффективного полета. Ниже представлены некоторые из самых мощных аэродинамических труб в мире на сегодняшний день, по данным Interesting Engineering .

1. JF-22

Аэродинамическая труба JF-22 позволяет имитировать условия, возникающие при входе космического аппарата в атмосферу. Фото: CCTV

JF-22 — это самая мощная в мире сверхзвуковая аэродинамическая труба. Построенная 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 аэродинамической трубе JF-22 не используются вентиляторы, поскольку они не могут создавать такой высокоскоростной воздушный поток. Вместо этого в этой аэродинамической трубе используются контролируемые взрывы для создания ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в одной точке внутри трубы диаметром 4 метра и длиной 167 метров. JF-22 может выдавать 15 гигаватт (ГВт) энергии, что эквивалентно 70% мощности плотины «Три ущелья», крупнейшей в мире гидроэлектростанции в Ичанге, Китай.

2. JF-12

JF-12 часто считают предшественником JF-22, поскольку он представляет собой аэродинамическую трубу открытого типа. Как и новейшая аэродинамическая труба JF-22, JF-12 использует ударные волны для создания условий полета в диапазоне от 5 (6174 км/ч) до 9 (11174 км/ч) Маха на высотах от 25 000 до 50 000 м.

Согласно отчету Китайского института аэрокосмических исследований, истребитель JF-12, построенный Институтом машиностроения при IMCAS в период с 2008 по 2012 год, играет решающую роль в разработке китайского гиперзвукового планирующего летательного аппарата DF-ZF. JF-12 остается на вооружении наряду с JF-22.

3. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-117 ЦАГИ

Аэродинамическая труба Т-117 ЦАГИ. Фото: ЦАГИ

Аэродинамическая труба Т-117 ЦАГИ — это большая сверхзвуковая аэродинамическая труба, построенная в Центральном гидродинамическом институте в Москве в 1970-х годах. Система работает по принципу «выброса до дна», при котором воздух высокого давления быстро подается в оставшуюся часть аэродинамической трубы, создавая воздушный поток. В зависимости от эксперимента, для нагрева воздушного потока используются две отдельные съемные электрические печи.

В одной печи используются две электрические дуги, обеспечивающие максимальную мощность 25 мегаватт, а в другой — одна электрическая дуга, обеспечивающая максимальную мощность 2,5 мегаватта. Воздух в печах нагревается между двумя электродами, расположенными вдоль одной оси, генерируя электрическую дугу. Затем 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 в диапазоне от Маха 5 (6174 км/ч) до Маха 10 (12348 км/ч). В 2018 году Т-117 ЦАГИ использовался для испытания гиперзвукового режима полета космического корабля «Федерация», проекта российского космического агентства «Роскосмос», направленного на замену космических кораблей «Союз» в различных миссиях на низких околоземных и лунных орбитах.

4. Высокоскоростной тоннельный комплекс (ВТФ)

Испытательный полигон для гиперзвуковых испытаний (Hypersonic Tunneling Facility, HTF) расположен на полигоне имени Нила Армстронга НАСА, в исследовательском центре им. Гленна в Сандаски, штат Огайо. Первоначально построенный для испытаний ракетных сопел с ядерным нагревом в рамках программы NERVA (Nuclear-Driven Vehicle), полигон теперь специализируется на испытаниях крупномасштабных гиперзвуковых двигательных установок на скоростях от Маха 5 (6174 км/ч) до Маха 7 (8644 км/ч), имитируя реальные высоты (36 500 м).

Размер испытательной зоны в установке для создания теплоносителя можно регулировать от 3,05 м до 4,27 м. В ней электрическая нагревательная печь с графитовым сердечником нагревает газообразный азот, который затем смешивается с кислородом и азотом комнатной температуры для создания искусственного, незагрязненного воздуха в необходимом соотношении. Температура искусственного воздуха регулируется в соответствии с конкретными требованиями испытания. Установка для создания теплоносителя может работать до 5 минут за один раз, в зависимости от условий эксплуатации.

5. Схема единой аэродинамической трубы (UPWT)

Модель системы запуска космических аппаратов UPWT (ультразвуковая аэродинамическая труба) в ходе испытаний в дозвуковой аэродинамической трубе. Фото: NASA.

Аэродинамическая труба унифицированного типа (UPWT) — одна из крупнейших действующих аэродинамических труб в мире. Она расположена в исследовательском центре НАСА имени Эймса в Моффет-Филде, штат Калифорния. С момента завершения строительства в 1955 году аэродинамическая труба унифицированного типа (UPWT) использовалась для испытаний как обычных самолетов (коммерческих и военных ), так и космических аппаратов (таких как ныне не существующий космический челнок НАСА). Труба сыграла ключевую роль в разработке авиапарка компании Boeing, а также истребителя F-111 и бомбардировщика B-1 Lancer.

UPWT включает в себя три аэродинамические трубы замкнутого цикла: дозвуковую аэродинамическую трубу размером 3,4 х 3,4 м, сверхзвуковую аэродинамическую трубу размером 2,7 х 2,1 м и сверхзвуковую аэродинамическую трубу размером 2,4 х 2,1 м. Последняя аэродинамическая труба может развивать скорость до 3,5 Маха (4321 м). Все они приводятся в движение четырьмя электромагнитными двигателями с обмоткой ротора мощностью 65 000 л.с., работающими от напряжения 7200 вольт.

Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )

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