世界最強の超音速風洞

中国5年間の建設を経て、世界最大かつ最速の風洞が北京郊外にオープンした。

JF-22風洞はマッハ30の極超音速をシミュレートできる。写真： SCMP

5月30日に行われた最終評価によると、北京北部の懐柔区にあるJF-22風洞は直径4メートルで、最大秒速10キロメートルの気流を発生させることができる。JF-22を管理する中国機械工程研究所によると、この施設はマッハ30（時速37,044キロメートル）までの極超音速飛行状態をシミュレーションできる世界最大かつ最速の風洞だという。

同研究所は6月2日の声明で、このトンネルは「中国の宇宙輸送システムと極超音速航空機の研究開発を支援する」と述べた。比較対象として、極超音速実験の主要な施設である米国NASAラングレー研究センターのマッハ10（時速12,348キロ）トンネルの試験空洞の直径は約0.8メートルである。より大きな試験室により、研究者は大型の航空機模型、さらには武器全体を風洞内に投入して、より正確な飛行データを収集することが可能になります。ほとんどの大陸間弾道ミサイルの直径は4メートル未満です。

JF-22は、中国政府が設定し、2035年までに達成することを目指している目標に結びついている。つまり、毎年何千人もの乗客を宇宙へ、あるいは1時間以内に地球上のどこへでも運ぶことができる極超音速航空機の艦隊を配備することだ。しかし、そのような航空機は超音速飛行の極度の温度と圧力に耐え、安定した飛行経路を維持し、乗客に安全で快適な環境を提供する必要があります。

音速の 5 倍の速度では、飛行機の周囲の空気分子が圧縮されて加熱され、分子の分解が起こります。ガス分子は構成原子に分解され、互いに反応して新しい化学物質を形成します。分子分離に関連するガスの流れの複雑な物理学を理解することは、超音速航空機の開発において重要な役割を果たします。

風洞などの実験環境でこの現象を研究することで、科学者は極超音速機が周囲とどのように相互作用するかを探り、性能と安全性を向上させる新しい技術を開発することができます。風洞試験は、車両を製造してテストする前に潜在的な問題や設計上の欠陥を特定し、故障や事故のリスクを軽減するのに役立ちます。

ある推計によれば、マッハ30の飛行条件を大型風洞内でシミュレートするには三峡ダムと同量の電力が必要になるが、これは実際には不可能だ。そこで、JF-22プロジェクトの主任科学者である江宗林教授は、あるアイデアを思いつきました。

極超音速試験に必要な高速ガス流を生成するために、江氏は「直接反射衝撃波エンジン」と呼ばれる新しいタイプの衝撃波発生装置を提案した。従来の風洞では、高圧ガスが低圧チャンバーに急速に放出され、超音速の流れを作り出す膨張プロセスによって流れが生成されます。ただし、この方法では、極超音速テストのために極めて高い速度と温度を生成する場合にはいくつかの制限があります。

江氏の反射衝撃波エンジンは、正確にタイミングを合わせた一連の爆発を利用して、互いに反射して一点に収束する一連の衝撃波を生成することで、この制限を克服しています。結果として生じる極めて高いエネルギーの爆発は、風洞を通して空気を超高速で推進するために使用されます。

この取り組みは、極超音速飛行研究をより正確かつ効率的にすることで、多くの成果への道を開きます。風洞内で爆発物を使用してエネルギーを生成すると、人間と機器の両方に対する危険、騒音の発生、大気汚染など多くの欠点が伴います。ただし、エネルギー源は固定された機械システムではなく爆発から生成されるため、爆発の強度と持続時間を調整してさまざまなガスの流れを作り出し、さまざまな種類の媒体や材料をテストすることができます。

中国国家自然科学協会は、有効試験時間、全温度、全圧、ノズル流量など、いくつかの重要な領域でJF-22を評価するために16人の独立した専門家を派遣した。彼らは、JF-22は世界クラスの性能を持っていると結論付けました。 JF-22 トンネルは、JF-12 トンネルと合わせて、近宇宙船のあらゆる側面を網羅する唯一の地上試験施設となります。

アン・カン（ SCMPによると）

ソースリンク: https://vnexpress.net/duong-ham-gio-sieu-thanh-manh-nhat-the-gioi-4614482.html