Китай завершил строительство самой мощной в мире сверхзвуковой аэродинамической трубы

По данным окончательной оценки, проведенной 30 мая, аэродинамическая труба JF-22, расположенная в горном районе Хуайжоу к северу от Пекина, имеет диаметр 4 метра (13 футов) и может создавать скорость воздушного потока до 10 километров (6,2 мили) в секунду.

Китай завершил разработку самого быстрого в мире гиперзвукового глиссадного аппарата, изображение 1 — JF-22, базирующийся в Пекине, может имитировать суровые условия полета на скорости, в 30 раз превышающей скорость звука. Фото: SCMP

По данным Китайского института механики, владельца объекта, это делает его крупнейшей и самой быстрой аэродинамической трубой в мире , способной моделировать условия гиперзвукового полета со скоростью до 30 Махов.

Туннель «поддержит исследования и разработки Китая в области гиперзвуковых самолетов и космических транспортных систем», — говорится в заявлении института в пятницу. Для сравнения, туннель Mach 10 в исследовательском центре NASA в Лэнгли в США, крупном гиперзвуковом испытательном центре, имеет испытательную секцию диаметром около 2 футов (0,8 метра). Более крупная испытательная секция позволяет исследователям помещать в аэродинамическую трубу более крупные модели самолетов или даже целые транспортные средства для получения более точных данных о полете.

JF-22 является неотъемлемой частью целей китайского правительства , которые необходимо достичь к 2035 году. К тому времени Пекин надеется развернуть флот гиперзвуковых самолетов, которые смогут доставлять тысячи пассажиров в космос каждый год или в любую точку планеты в течение часа. Но такие самолеты должны быть способны выдерживать экстремальные температуры и давления гиперзвукового полета, сохраняя при этом стабильную траекторию полета и безопасную, комфортную среду для пассажиров.

На скорости, в пять раз превышающей скорость звука, молекулы воздуха вокруг самолета начинают сжиматься и нагреваться, что приводит к явлению, известному как молекулярная диссоциация. Молекулы воздуха распадаются на составляющие их атомы, которые затем могут реагировать друг с другом, образуя новые химические вещества.

По мнению института, понимание сложной физики потоков, участвующих в молекулярном разделении, имеет решающее значение для разработки гиперзвуковых летательных аппаратов. Изучая явления в лабораторных условиях с использованием таких объектов, как аэродинамические трубы, исследователи могут узнать, как гиперзвуковые летательные аппараты взаимодействуют с окружающей средой, и разработать новые технологии для улучшения их характеристик и безопасности.

Испытания в аэродинамической трубе также могут помочь выявить потенциальные проблемы или недостатки конструкции до того, как транспортное средство будет фактически построено и запущено в полет, что снижает риск отказа или аварии. По некоторым оценкам, имитация условий полета на скорости 30 Махов внутри большой трубы потребует столько же энергии, сколько и плотина Три ущелья — что просто невозможно.

Профессор Цзян Цзунлинь, ведущий ученый проекта JF-22, предложил инновационное решение. Для создания высокоскоростного воздушного потока, необходимого для гиперзвуковых испытаний, Цзян предложил новый тип генератора ударных волн, называемый «драйвером ударных волн прямого отражения». В традиционных гиперзвуковых аэродинамических трубах воздушный поток создается с помощью процесса, называемого «расширением», в котором газ высокого давления быстро выпускается в камеру низкого давления, создавая гиперзвуковой поток.

Однако этот метод имеет ограничения, когда дело доходит до создания чрезвычайно высоких скоростей и температур, необходимых для ультразвукового контроля. Отражающий ударный волновой драйвер Цзяна преодолевает эти ограничения, используя серию точно рассчитанных по времени взрывов для создания серии ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в одной точке.

Полученный в результате всплеск интенсивной энергии используется для управления потоком воздуха в аэродинамической трубе на чрезвычайно высоких скоростях. По мнению института, эта инновация прокладывает путь для дальнейшего прогресса, привнося большую точность и эффективность в исследования гиперзвуковых полетов.

Объединив данные, исследователи смогут лучше понять, как ведут себя различные материалы и конструкции в различных условиях полета, и использовать эту информацию для улучшения характеристик и надежности гиперзвукового оружия или самолетов. Эти объекты могут вывести Китай на годы вперед по сравнению с конкурентами, заявила команда Цзяна.

Май Ань (по данным SCMP)

Источник