Найпотужніші аеродинамічні труби у світі.

Аеродинамічні труби стали наріжним каменем аерокосмічної промисловості, допомагаючи перевіряти аеродинаміку незліченних літаків і ракет.

Аеродинамічна труба — це машина, яка імітує потік повітря через об'єкти. Система завжди включає довгу вузьку трубу, куди подається повітряний потік за допомогою різних методів, таких як потужні вентилятори. Модель або об'єкт, що досліджується, розміщується всередині труби. Потік повітря контролюється для вивчення його впливу на об'єкт за різних умов, таких як зміна швидкості вітру. Вперше розроблені наприкінці 19 століття, аеродинамічні труби зараз широко використовуються в багатьох галузях промисловості. Наприклад, аеродинамічні труби, що використовуються в автомобільній промисловості, перевіряють аеродинаміку автомобілів, гоночних автомобілів, вантажівок та інших транспортних засобів.

У цивільному будівництві аеродинамічні труби перевіряють структурну цілісність будівель та інфраструктурних проектів. Вони також допомагають оптимізувати конструкції літаків та ракет для безпечнішого та ефективнішого польоту. Нижче наведено деякі з найпотужніших аеродинамічних труб у світі на сьогодні, згідно з Interesting Engineering .

1. JF-22

Аеродинамічна труба JF-22 може імітувати середовище під час повернення космічного корабля в атмосферу. Фото: CCTV

JF-22 – найпотужніша у світі надзвукова аеродинамічна труба. Побудована в Інституті машинобудування Китайської академії наук (IMCAS) на північ від Пекіна, JF-22 може розвивати швидкість до 30 Махів (37 044 км/год або 10,3 км/с).

JF-22 не використовує вентилятори, оскільки вони не можуть генерувати такий високошвидкісний повітряний потік. Натомість ця аеродинамічна труба використовує синхронізовані вибухи для створення ударних хвиль, які відбиваються одна від одної та сходяться в одній точці всередині труби діаметром 4 метри та довжиною 167 метрів. JF-22 може видавати 15 гігават (ГВт) енергії, що еквівалентно 70% потужності греблі «Три ущелини», найбільшої у світі гідроелектростанції в Ічані, Китай.

2. JF-12

JF-12 часто вважають попередником JF-22, оскільки це аеродинамічна труба відкритого циклу. Як і остання аеродинамічна труба JF-22, JF-12 використовує ударні хвилі для створення умов польоту в діапазоні від 5 Махів (6174 км/год) до 9 Махів (11 174 км/год) на висотах від 25 000 м до 50 000 м.

Згідно зі звітом Китайського аерокосмічного дослідницького інституту, JF-12, побудований Інститутом машинобудування в рамках програми IMCAS між 2008 і 2012 роками, відіграє вирішальну роль у розробці китайського гіперзвукового планируючого транспортного засобу (HGV) DF-ZF. JF-12 залишається на дійсній службі разом з JF-22.

3. Надзвукова аеродинамічна труба Т-117 ЦАГІ

Аеродинамічна труба Т-117 ЦАГІ. Фото: ЦАГІ

Т-117 ЦАГІ — це велика надзвукова аеродинамічна труба, побудована в Центральному інституті гідродинаміки в Москві, Росія, у 1970-х роках. Система працює за принципом «знизу назовні», при якому повітря під високим тиском швидко випускається в решту аеродинамічної труби для створення повітряного потоку. Дві окремі, знімні електричні печі, залежно від експерименту, нагрівають повітряний потік.

Одна піч використовує дві електричні дуги для забезпечення максимальної потужності 25 мегават, тоді як інша використовує одну електричну дугу для максимальної потужності 2,5 мегават. Повітря в печах нагрівається між двома електродами, вирівняними вздовж однієї осі, створюючи електричну дугу. Потім дуга обертається завдяки магнітному полю, нагріваючи повітря, що проходить між електродами.

Таким чином, Т-117 ЦАГІ може імітувати високі температури, з якими стикаються гіперзвукові апарати під час польоту, одночасно генеруючи випробувальні швидкості від 5 Махів (6174 км/год) до 10 Махів (12 348 км/год). У 2018 році Т-117 ЦАГІ був використаний для випробування гіперзвукового режиму польоту космічного корабля «Федерація» – проекту російського космічного агентства «Роскосмос», спрямованого на заміну космічних кораблів «Союз» у різних місіях на низьких навколоземних та місячних орбітах.

4. Високошвидкісний тунельний комплекс (ШТК)

Гіперзвуковий тунельний комплекс (HTF) розташований на випробувальному полігоні NASA імені Ніла Армстронга в дослідницькому центрі Гленна в Сандаскі, штат Огайо. Спочатку побудований для випробування сопел ракет з ядерним нагрівом у програмі ядерного транспортного засобу (NERVA), комплекс зараз спеціалізується на випробуванні великомасштабних гіперзвукових рушійних систем на швидкостях від 5 Махів (6174 км/год) до 7 Махів (8644 км/год), імітуючи реальні висоти (36 500 м).

Випробувальну зону в тепловізійній камері (HTF) можна регулювати від 3,05 м до 4,27 м. Там електрична нагрівальна піч з графітовим сердечником нагріває газоподібний азот, який потім змішується з киснем та азотом кімнатної температури для створення штучного, незабрудненого повітря у правильному співвідношенні. Температура штучного повітря контролюється відповідно до конкретних вимог випробування. HTF може працювати протягом 5 хвилин, залежно від умов експлуатації.

5. План унітарної аеродинамічної труби (UPWT)

Модель космічної системи запуску UPWT (ультразвукової аеродинамічної труби) випробовується в дозвуковій аеродинамічній трубі. Фото: NASA

Аеродинамічна труба Unitary Plan (UPWT) є однією з найбільших діючих аеродинамічних труб у світі. Установка розташована в Дослідницькому центрі Еймса NASA в Моффет-Філд, Каліфорнія. З моменту завершення будівництва в 1955 році аеродинамічна труба Unitary Plan (UPWT) використовувалася для випробувань як звичайних літаків (комерційних та військових ), так і космічних апаратів (таких як нині неіснуючий космічний шатл NASA). Тунель відіграв ключову роль у розвитку авіапарку Boeing, а також винищувача F-111 та бомбардувальника B-1 Lancer.

UPWT складається з трьох аеродинамічних труб замкнутого циклу: дозвукової аеродинамічної труби (ЛБТ) розміром 3,4 x 3,4 м, надзвукової аеродинамічної труби розміром 2,7 x 2,1 м та надзвукової аеродинамічної труби розміром 2,4 x 2,1 м. Остання аеродинамічна труба може досягати швидкості до 3,5 Маха (4321 м). Всі вони оснащені чотирма електромагнітними двигунами з фазним ротором потужністю 65 000 к.с., що працюють на напрузі 7200 вольт.

Ан Ханг (згідно з Цікавою інженерією )

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