ประเทศจีน หลังจากก่อสร้างมาเป็นเวลา 5 ปี อุโมงค์ลมที่ใหญ่และเร็วที่สุดในโลก ได้เปิดทำการในเขตชานเมืองของปักกิ่งแล้ว
อุโมงค์ลม JF-22 สามารถจำลองความเร็วเหนือเสียงที่มัค 30 ได้ ภาพ: SCMP
อุโมงค์ลม JF-22 ซึ่งตั้งอยู่ในอำเภอหวยโหรว ทางตอนเหนือของกรุงปักกิ่ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตร และสามารถสร้างกระแสลมด้วยความเร็วสูงสุด 10 กิโลเมตรต่อวินาที ตามการประเมินขั้นสุดท้ายเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม ทำให้อุโมงค์ลมแห่งนี้เป็นอุโมงค์ลมที่ใหญ่ที่สุดและเร็วที่สุดในโลก ซึ่งสามารถจำลองสภาวะการบินความเร็วเหนือเสียงได้สูงสุดถึงมัค 30 (37,044 กม./ชม.) ตามข้อมูลของสถาบันวิศวกรรมเครื่องกล ซึ่งเป็นผู้จัดการ JF-22
สถาบันดังกล่าวได้ออกแถลงการณ์เมื่อวันที่ 2 มิถุนายนว่าอุโมงค์ดังกล่าวจะ “สนับสนุนการวิจัยและพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงและระบบขนส่งทางอวกาศของจีน” เมื่อเปรียบเทียบกับอุโมงค์ความเร็วเหนือเสียง 10 มัค (ความเร็ว 12,348 กม./ชม.) ที่ศูนย์วิจัยแลงลีย์ของนาซาในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นศูนย์ทดสอบความเร็วเหนือเสียงที่สำคัญ มีเส้นผ่านศูนย์กลางห้องทดสอบเกือบ 0.8 เมตร ห้องทดสอบที่มีขนาดใหญ่กว่าช่วยให้นักวิจัยสามารถนำโมเดลเครื่องบินขนาดใหญ่และแม้แต่อาวุธทั้งชุดเข้าไปในอุโมงค์ลมเพื่อรวบรวมข้อมูลการบินที่แม่นยำยิ่งขึ้น ขีปนาวุธข้ามทวีปส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 4 เมตร
JF-22 เชื่อมโยงกับเป้าหมายที่ รัฐบาล จีนกำหนดไว้และกำลังพยายามบรรลุให้ได้ภายในปี 2035 นั่นคือการนำฝูงบินเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงที่สามารถขนส่งผู้โดยสารหลายพันคนขึ้นสู่อวกาศได้ทุกปีหรือไปยังที่ใดก็ได้บนโลกภายในเวลา 1 ชั่วโมง แต่เครื่องบินดังกล่าวจะต้องทนต่ออุณหภูมิและแรงกดดันที่รุนแรงของการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง รักษาเส้นทางการบินให้เสถียร และมอบสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและสะดวกสบายสำหรับผู้โดยสาร
เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 5 เท่าของความเร็วเสียง โมเลกุลของอากาศรอบๆ เครื่องบินจะเริ่มบีบอัดและร้อนขึ้น ส่งผลให้เกิดการแตกตัวของโมเลกุล โมเลกุลของก๊าซจะสลายตัวเป็นอะตอมที่ประกอบกันขึ้น ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างสารเคมีชนิดใหม่ การทำความเข้าใจฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของการไหลของอากาศและการแยกตัวของโมเลกุลถือเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วเหนือเสียง
การศึกษาปรากฏการณ์ในสภาพแวดล้อมการทดลอง เช่น อุโมงค์ลม จะช่วยให้ นักวิทยาศาสตร์ สามารถสำรวจว่ายานยนต์ความเร็วเหนือเสียงโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมอย่างไร และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัย การทดสอบในอุโมงค์ลมสามารถช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหรือข้อบกพร่องในการออกแบบได้ก่อนที่ยานยนต์จะถูกสร้างและทดสอบ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของความล้มเหลวหรืออุบัติเหตุ
จากการประเมินเบื้องต้น การจำลองสภาพการบินด้วยความเร็ว 30 มัคภายในอุโมงค์ลมขนาดใหญ่จะต้องใช้พลังงานเท่ากับเขื่อนสามผา ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ดังนั้น ศาสตราจารย์เจียง จงหลิน นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโครงการ JF-22 จึงได้เสนอแนวคิดขึ้นมา
เพื่อสร้างการไหลของก๊าซความเร็วสูงที่จำเป็นสำหรับการทดสอบความเร็วเหนือเสียง เจียงได้เสนอเครื่องกำเนิดคลื่นกระแทกชนิดใหม่ที่เรียกว่า "เครื่องยนต์คลื่นกระแทกสะท้อนตรง" ในอุโมงค์ลมแบบธรรมดา การไหลของก๊าซจะถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการขยายตัว ซึ่งก๊าซแรงดันสูงจะถูกปล่อยออกอย่างรวดเร็วในห้องแรงดันต่ำ ทำให้เกิดการไหลของก๊าซความเร็วเหนือเสียง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อจำกัดบางประการเมื่อต้องสร้างความเร็วและอุณหภูมิที่สูงมากซึ่งจำเป็นสำหรับการทดสอบความเร็วเหนือเสียง
เครื่องยนต์คลื่นกระแทกสะท้อนของ Jiang เอาชนะข้อจำกัดนี้ได้ด้วยการใช้ชุดการระเบิดที่ตั้งเวลาอย่างแม่นยำเพื่อสร้างคลื่นกระแทกชุดหนึ่งที่สะท้อนออกจากกันและมาบรรจบกันที่จุดเดียว พลังงานอันทรงพลังมหาศาลที่เกิดขึ้นจะถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนอากาศผ่านอุโมงค์ลมด้วยความเร็วสูงพิเศษ
นวัตกรรมดังกล่าวช่วยปูทางไปสู่ความสำเร็จมากมายด้วยการทำให้การวิจัยการบินความเร็วเหนือเสียงแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การใช้วัตถุระเบิดเพื่อสร้างพลังงานในอุโมงค์ลมมีข้อเสียหลายประการ รวมถึงอันตรายต่อทั้งคนและอุปกรณ์ เสียง และมลพิษทางอากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแหล่งพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยการระเบิดมากกว่าระบบกลไกคงที่ จึงสามารถปรับความรุนแรงและระยะเวลาของการระเบิดเพื่อสร้างกระแสลมที่หลากหลายสำหรับการทดสอบยานพาหนะหรือวัสดุประเภทต่างๆ ได้
สมาคมวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีนได้ส่งผู้เชี่ยวชาญอิสระ 16 คนไปประเมิน JF-22 ในหลาย ๆ ด้านที่สำคัญ เช่น เวลาทดสอบที่มีประสิทธิภาพ อุณหภูมิรวม แรงดันรวม และอัตราการไหลของหัวฉีด พวกเขาสรุปว่า JF-22 ประสบความสำเร็จในด้านประสิทธิภาพที่เป็นผู้นำระดับโลก เมื่อรวมกับอุโมงค์ JF-12 แล้ว JF-22 ได้กลายเป็นศูนย์ทดสอบภาคพื้นดินแห่งเดียวที่ตอบสนองทุกด้านของยานอวกาศใกล้อวกาศ
อัน คัง (ตาม SCMP )
ลิงค์ที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)