จีนสร้างอุโมงค์ลมความเร็วเหนือเสียงที่ทรงพลังที่สุดในโลกสำเร็จแล้ว

อุโมงค์ลม JF-22 ตั้งอยู่ในเขตภูเขาหวยโหรว ทางตอนเหนือของปักกิ่ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตร (13 ฟุต) และสามารถสร้างความเร็วกระแสลมได้สูงสุด 10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์) ต่อวินาที ตามการประเมินขั้นสุดท้ายที่ดำเนินการเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม

จีนสร้างเส้นทางร่อนลงจอดด้วยความเร็วเหนือเสียงที่เร็วที่สุดในโลกสำเร็จแล้ว ภาพที่ 1 — JF-22 ซึ่งมีฐานอยู่ในปักกิ่ง สามารถจำลองสภาวะการบินที่เลวร้ายได้ด้วยความเร็ว 30 เท่าของความเร็วเสียง ภาพ: SCMP

ซึ่งทำให้เป็นอุโมงค์ลมที่ใหญ่ที่สุดและเร็วที่สุดในโลก ซึ่งสามารถจำลองสภาวะการบินความเร็วเหนือเสียงได้เร็วถึงมัค 30 ตามที่สถาบันกลศาสตร์แห่งประเทศจีน ซึ่งเป็นเจ้าของสิ่งอำนวยความสะดวกกล่าว

อุโมงค์ดังกล่าวจะ "สนับสนุนการวิจัยและการพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงและระบบขนส่งทางอวกาศของจีน" สถาบันดังกล่าวระบุในแถลงการณ์เมื่อวันศุกร์ สำหรับการเปรียบเทียบ อุโมงค์ Mach 10 ที่ศูนย์วิจัย Langley ของ NASA ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นศูนย์ทดสอบความเร็วเหนือเสียงหลัก มีเส้นผ่านศูนย์กลางส่วนทดสอบเกือบ 0.8 เมตร ส่วนทดสอบที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้นักวิจัยสามารถนำโมเดลเครื่องบินขนาดใหญ่หรือแม้แต่แท่นขุดทั้งหมดไปใส่ในอุโมงค์ลมเพื่อให้ได้ข้อมูลการบินที่แม่นยำยิ่งขึ้น

JF-22 เป็นส่วนสำคัญของเป้าหมายที่ รัฐบาล จีนตั้งเป้าที่จะบรรลุให้ได้ภายในปี 2035 เมื่อถึงเวลานั้น ปักกิ่งหวังที่จะนำเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงจำนวนหนึ่งไปใช้งาน ซึ่งสามารถขนส่งผู้โดยสารหลายพันคนขึ้นสู่อวกาศได้ทุกปีหรือไปยังที่ใดก็ได้ในโลกภายในเวลา 1 ชั่วโมง แต่เครื่องบินดังกล่าวจะต้องสามารถทนต่ออุณหภูมิและแรงกดดันที่รุนแรงของการบินที่ความเร็วเหนือเสียงได้ ในขณะที่ยังรักษาวิถีการบินที่เสถียรและสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและสะดวกสบายสำหรับผู้โดยสาร

ด้วยความเร็ว 5 เท่าของความเร็วเสียง โมเลกุลของอากาศรอบๆ เครื่องบินจะเริ่มบีบอัดและร้อนขึ้น ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า การแตกตัวของโมเลกุล โมเลกุลของอากาศจะสลายตัวเป็นอะตอมที่ประกอบกันขึ้น ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างสารเคมีใหม่ได้

สถาบันระบุว่าการทำความเข้าใจฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของการไหลซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกโมเลกุลนั้นมีความสำคัญต่อการพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง ด้วยการศึกษาปรากฏการณ์ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการโดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวก เช่น อุโมงค์ลม นักวิจัยสามารถเรียนรู้ว่ายานยนต์ความเร็วเหนือเสียงโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมอย่างไร และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัย

การทดสอบในอุโมงค์ลมยังช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหรือข้อบกพร่องในการออกแบบได้ก่อนที่ยานพาหนะจะถูกสร้างขึ้นและบินจริง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของความล้มเหลวหรืออุบัติเหตุ ตามการประมาณการบางส่วน การจำลองสภาวะการบินที่ความเร็วมัค 30 ภายในอุโมงค์ขนาดใหญ่จะต้องใช้พลังงานเทียบเท่ากับพลังงานที่สร้างได้จากเขื่อนสามผา ซึ่งเป็นไปไม่ได้

ศาสตราจารย์เจียง จงหลิน นักวิทยาศาสตร์ ชั้นนำของโครงการ JF-22 ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่สร้างสรรค์ เพื่อสร้างกระแสลมความเร็วสูงที่จำเป็นสำหรับการทดสอบความเร็วเหนือเสียง เจียงได้เสนอเครื่องกำเนิดคลื่นกระแทกชนิดใหม่ที่เรียกว่า “ไดรเวอร์คลื่นกระแทกสะท้อนโดยตรง” ในอุโมงค์ลมความเร็วเหนือเสียงแบบดั้งเดิม กระแสไหลเวียนของอากาศจะถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการที่เรียกว่า "การขยายตัว" ซึ่งแก๊สแรงดันสูงจะถูกปล่อยอย่างรวดเร็วเข้าไปในห้องความดันต่ำ ก่อให้เกิดกระแสลมความเร็วเหนือเสียง

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อจำกัดเมื่อต้องสร้างความเร็วและอุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษซึ่งจำเป็นสำหรับการทดสอบอัลตราโซนิก ไดรเวอร์คลื่นกระแทกสะท้อนของ Jiang เอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้ด้วยการใช้การระเบิดที่ตั้งเวลาอย่างแม่นยำเพื่อสร้างคลื่นกระแทกชุดหนึ่งที่สะท้อนออกจากกันและมาบรรจบกันที่จุดเดียว

ผลลัพธ์คือพลังงานระเบิดอันรุนแรงที่ใช้เพื่อควบคุมการไหลของอากาศในอุโมงค์ลมด้วยความเร็วสูงมาก ตามที่สถาบันระบุ นวัตกรรมดังกล่าวได้ปูทางไปสู่ความก้าวหน้าอีกมากมายโดยทำให้การวิจัยเกี่ยวกับการบินความเร็วเหนือเสียงมีความแม่นยำและประสิทธิภาพมากขึ้น

โดยการรวมข้อมูลเข้าด้วยกัน นักวิจัยจะเข้าใจได้ดีขึ้นว่าวัสดุและการออกแบบที่แตกต่างกันทำงานอย่างไรภายใต้สภาวะการบินที่หลากหลาย และใช้ข้อมูลนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอาวุธหรือเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้อาจทำให้จีนก้าวล้ำหน้าคู่แข่งได้หลายปี ตามที่ทีมงานของเจียงกล่าว

มาย อันห์ (ตาม SCMP)

แหล่งที่มา