Världens kraftfullaste supersoniska vindtunnel.

Kina: Efter fem års byggnation har världens största och snabbast växande vindtunnel tagits i bruk i en förort till Peking.

JF-22-vindtunneln kan simulera överljudshastigheter på Mach 30. Foto: SCMP

JF-22-vindtunneln, som ligger i Huairou-distriktet norr om Peking, har en diameter på 4 meter och kan generera luftflöden i hastigheter upp till 10 km/s, enligt slutliga bedömningar som genomfördes den 30 maj. Detta gör strukturen till världens största och snabbaste vindtunnel, som kan simulera överljudsflygförhållanden upp till Mach 30 (37 044 km/h), enligt Institute of Mechanical Engineering, den myndighet som hanterar JF-22.

Denna tunnel kommer att "stödja forskning och utveckling av Kinas hypersoniska rymdtransportsystem och flygplan", enligt ett tillkännagivande från institutet den 2 juni. Som jämförelse har Mach 10-tunneln (12 348 km/h) vid NASA:s Langley Research Center i USA, en viktig hypersonisk testanläggning, en testkammardiameter på nästan 0,8 meter. En större testkammare gör det möjligt för forskare att ta med sig större flygplansmodeller, eller till och med hela vapensystem, in i vindtunneln för att samla in mer exakta flygdata. De flesta interkontinentala ballistiska missiler har en diameter på mindre än 4 meter.

JF-22 är kopplad till ett mål som den kinesiska regeringen satt upp och dess ansträngningar att uppnå det senast 2035: att utplacera en flotta av hypersoniska flygplan som kan transportera tusentals passagerare ut i rymden varje år, eller till vilken plats som helst på planeten inom en timme. Sådana flygplan måste dock motstå de extrema temperaturerna och trycket från hypersoniska flygningar, upprätthålla en stabil flygbana och ge en säker och bekväm miljö för passagerarna.

Vid fem gånger ljudets hastighet börjar gasmolekylerna som omger flygplanet att komprimeras och värmas upp, vilket leder till molekylär dissociation. Dessa gasmolekyler bryts ner till beståndsdelar som sedan kan reagera med varandra för att bilda nya kemiska ämnen. Att förstå den komplexa fysiken i gasflödet som är förknippad med molekylär dissociation är avgörande för utvecklingen av supersoniska flygplan.

Genom att studera fenomen i experimentella miljöer som vindtunnlar kan forskare utforska hur överljudsfarkoster interagerar med sin omgivning och utveckla ny teknik för att förbättra prestanda och säkerhet. Vindtunneltester kan hjälpa till att identifiera potentiella problem eller konstruktionsfel innan fordonet byggs och testflygs, vilket minskar risken för fel eller olyckor.

Enligt vissa uppskattningar skulle simulering av flygförhållanden med en hastighet av Mach 30 inuti en stor vindtunnel kräva en mängd elektricitet motsvarande effekten från Three Gorges-dammen, vilket är praktiskt taget omöjligt. Därför kom professor Jiang Zonglin, huvudforskare på JF-22-projektet, fram till en innovativ lösning.

För att generera det höghastighetsluftflöde som krävs för supersoniska tester föreslog Jiang en ny typ av stötvågsgenerator som kallas en "direktreflekterande stötvågsmotor". I konventionella vindtunnlar genereras luftflödet genom expansion, där högtrycksgas snabbt släpps ut i en lågtryckskammare, vilket skapar en supersonisk ström. Denna metod har dock vissa begränsningar när extremt höga hastigheter och temperaturer krävs för supersoniska tester.

Jiangs reflekterade stötvågsmotor övervinner begränsningarna genom att använda en exakt tidsbestämd serie explosioner för att generera en serie stötvågor som reflekteras från varandra och konvergerar i en enda punkt. Den resulterande extremt kraftfulla energiutbrottet används sedan för att driva luftflödet i vindtunneln med ultrahöga hastigheter.

Detta initiativ banade väg för många framsteg genom att göra hypersonisk flygforskning mer exakt och effektiv. Att använda sprängämnen för att generera energi i vindtunnlar har många nackdelar, såsom fara för både människor och utrustning, bullerföroreningar och luftföroreningar. Men eftersom energin genereras från explosioner snarare än fasta maskiner kan explosionernas intensitet och varaktighet justeras för att skapa ett varierat luftflöde för att testa olika typer av fordon eller material.

Kinas nationella naturvetenskapsförening skickade 16 oberoende experter för att utvärdera JF-22 inom flera viktiga områden, inklusive effektiv testtid, total temperatur, totalt tryck och munstycksflöde. De drog slutsatsen att JF-22 uppnådde världsledande prestanda. Tillsammans med JF-12-tunneln blev JF-22 den enda markbaserade testanläggningen som uppfyllde alla aspekter av testning av rymdfarkoster i nära rymden.

An Khang (enligt SCMP )

Källänk: https://vnexpress.net/duong-ham-gio-sieu-thanh-manh-nhat-the-gioi-4614482.html