Världens kraftfullaste vindtunnlar.

Vindtunnlar har blivit en hörnsten inom flygindustrin och hjälpt till att testa aerodynamiken hos otaliga flygplan och missiler.

En vindtunnel är en maskin som simulerar luftflödet genom föremål. Systemet består alltid av ett långt, smalt rör där luftflödet införs med hjälp av olika metoder, såsom kraftfulla fläktar. Modellen eller föremålet som ska undersökas placeras inuti röret. Luftflödet styrs för att studera dess effekt på föremålet under olika förhållanden, såsom varierande vindhastigheter. Vindtunnlar, som först utvecklades i slutet av 1800-talet, används nu i stor utsträckning inom många industrier. Till exempel testar vindtunnlar som används inom bilindustrin aerodynamiken hos bilar, racerbilar, lastbilar och andra fordon.

Inom väg- och vattenbyggnad testar vindtunnlar den strukturella integriteten hos byggnader och infrastrukturprojekt. De hjälper också till att optimera flygplans- och missildesign för säkrare och effektivare flygningar. Nedan följer några av världens mest kraftfulla vindtunnlar idag, enligt Interesting Engineering .

1. JF-22

JF-22-vindtunneln kan simulera miljön under återinträde i rymdfarkosten. Foto: CCTV

JF-22 är världens kraftfullaste supersoniska vindtunnel. JF-22, som byggdes vid Institutet för maskinteknik vid den kinesiska vetenskapsakademin (IMCAS) norr om Peking, kan nå hastigheter på upp till Mach 30 (37 044 km/h eller 10,3 km/s).

JF-22 använder inte fläktar eftersom fläktar inte kan generera luftflöde med sådan hög hastighet. Istället använder denna vindtunnel tidsinställda explosioner för att producera chockvågor som reflekteras från varandra och konvergerar i en enda punkt inuti det 4 meter stora och 167 meter långa röret. JF-22 kan leverera 15 gigawatt (GW) kraft, vilket motsvarar 70 % av kraften i Tre raviners damm, världens största vattenkraftsdamm i Yichang, Kina.

2. JF-12

JF-12 anses ofta vara föregångaren till JF-22, då den är en vindtunnel med öppet kretslopp. Liksom den senaste vindtunneln JF-22 använder JF-12 chockvågor för att skapa flygförhållanden från Mach 5 (6 174 km/h) till Mach 9 (11 174 km/h), på höjder från 25 000 m till 50 000 m.

JF-12, som byggdes av Institute of Mechanical Engineering under IMCAS mellan 2008 och 2012, är avgörande för utvecklingen av Kinas hypersoniska glidfarkost (HGV) DF-ZF, enligt en rapport från China Aerospace Research Institute. JF-12 är fortfarande i aktiv tjänst tillsammans med JF-22.

3. T-117 TsAGI Supersonisk vindtunnel

T-117 TsAGI vindtunnel. Foto: TsAGI

T-117 TsAGI är en stor supersonisk vindtunnel som byggdes vid Centrala hydrodynamiska institutet i Moskva, Ryssland, på 1970-talet. Systemet fungerar enligt en bottom-out-princip, där högtrycksluft snabbt släpps ut i det återstående området av vindtunneln för att skapa ett luftflöde. Två separata, avtagbara elektriska ugnar, beroende på experimentet, värmer upp luftflödet.

En ugn använder två elektriska ljusbågar för att leverera en maximal effekt på 25 megawatt, medan den andra använder en enda elektrisk ljusbåge för en maximal effekt på 2,5 megawatt. Luften i ugnarna värms upp mellan två elektroder som är placerade längs samma axel, vilket genererar en elektrisk ljusbåge. Bågen roterar sedan på grund av ett magnetfält, vilket värmer upp luften som passerar mellan elektroderna.

På så sätt kan T-117 TsAGI simulera de höga temperaturer som hypersoniska farkoster utsätts för under flygning, samtidigt som den genererar testhastigheter från Mach 5 (6 174 km/h) till Mach 10 (12 348 km/h). År 2018 användes T-117 TsAGI för att testa Federationens hypersoniska flygläge, ett projekt från den ryska rymdstyrelsen Roscosmos som syftar till att ersätta Soyuz-rymdfarkosten i olika uppdrag i låga omloppsbanor runt jorden och månen.

4. Höghastighetstunnelanläggning (HTF)

Hypersonic Tunneling Facility (HTF) ligger vid NASA:s Neil Armstrong Test Site, inom Glenn Research Center i Sandusky, Ohio. Ursprungligen byggd för att testa kärnvapenuppvärmda raketmunstycken i NERVA-programmet (Nuclear-Driven Vehicle), specialiserar sig anläggningen nu på att testa storskaliga hypersoniska framdrivningssystem i hastigheter från Mach 5 (6 174 km/h) till Mach 7 (8 644 km/h), och simulerar verkliga höjder (36 500 m).

Testområdet i värmekraftverket kan justeras från 3,05 m² till 4,27 m². Där värmer en grafitkärnad elektrisk uppvärmningsugn kvävgas, som sedan blandas med syre och rumstempererat kväve för att skapa konstgjord, oförorenad luft i rätt förhållande. Temperaturen på den konstgjorda luften kontrolleras för att uppfylla testets specifika krav. Värmekraftverket kan vara i drift i 5 minuter åt gången, beroende på driftsförhållandena.

5. Enhetlig vindtunnelplan (UPWT)

En modell av rymduppskjutningssystemet UPWT (Ultrasonic Wind Tunnel) som testas i en subsonisk vindtunnel. Foto: NASA

Unitary Plan (UPWT) vindtunneln är en av de största vindtunnlarna i drift i världen. Anläggningen ligger vid NASA:s Ames Research Center i Moffet Field, Kalifornien. Sedan den färdigställdes 1955 har Unitary Plan (UPWT) vindtunneln använts för att testa både konventionella flygplan (kommersiella och militära ) och rymdfarkoster (som NASA:s numera nedlagda rymdfärja). Tunneln spelade en nyckelroll i utvecklingen av Boeings flygplansflotta, såväl som stridsflygplanet F-111 och bombplanet B-1 Lancer.

UPWT består av tre slutna vindtunnlar: en subsonisk vindtunnel (TWT) på 3,4 x 3,4 m, en supersonisk vindtunnel på 2,7 x 2,1 m och en supersonisk vindtunnel på 2,4 x 2,1 m. Den sista vindtunneln kan nå hastigheter på upp till Mach 3,5 (4 321 m). Alla drivs av fyra elektromagnetiska motorer med lindad rotor på 65 000 hk som arbetar med 7 200 volt.

An Khang (enligt Interesting Engineering )

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