5月30日に行われた最終評価によると、北京北部の山岳地帯懐柔区に位置するJF-22風洞は直径4メートル（13フィート）で、毎秒最大10キロメートル（6.2マイル）の気流を生成できるという。
北京に配備されているJF-22は、音速の30倍の速度で過酷な飛行条件をシミュレートすることができる。写真: SCMP
施設の所有者である中国機械学会によれば、この風洞はマッハ30までの極超音速飛行状態をシミュレートできる世界最大かつ最速の風洞だという。
同研究所は金曜日の声明で、このトンネルは「中国の極超音速航空機と宇宙輸送システムの研究開発を支援する」と述べた。比較すると、主要な極超音速試験施設である米国NASAラングレー研究センターのマッハ10トンネルの試験セクションの直径は約0.8メートルである。試験セクションが広くなったことで、研究者はより大きな航空機モデルや装置全体を風洞内に投入し、より正確な飛行データを取得できるようになりました。
JF-22は、中国政府が2035年までに達成すると設定した目標の不可欠な部分である。その時までには、北京は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にでも運ぶことができる極超音速航空機の艦隊を配備したいと考えている。しかし、そのような航空機は、安定した飛行軌道と乗客にとって安全で快適な環境を維持しながら、超音速飛行の極端な温度と圧力に耐えることができなければなりません。
音速の 5 倍の速度になると、飛行機の周囲の空気分子が圧縮され、加熱され始め、分子解離と呼ばれる現象が発生します。空気分子は構成原子に分解され、それらが互いに反応して新しい化学物質を形成します。
同研究所によると、分子分離を伴う流れの複雑な物理学を理解することは、極超音速航空機の開発に極めて重要である。風洞などの施設を使用して実験室環境で現象を研究することで、研究者は極超音速機が周囲とどのように相互作用するかを学び、その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、航空機が実際に製造され飛行する前に潜在的な問題や設計上の欠陥を特定するのにも役立ち、故障や事故のリスクを軽減します。ある推定によれば、マッハ30の飛行条件を巨大なトンネル内でシミュレートするには、三峡ダムで生成されるエネルギーと同等のエネルギーが必要となり、これは不可能である。
JF-22プロジェクトの主任科学者である江宗林教授は革新的な解決策を考案した。極超音速試験に必要な高速気流を発生させるために、江氏は「直接反射衝撃波駆動装置」と呼ばれる新しいタイプの衝撃波発生装置を提案した。従来の超音速風洞では、高圧ガスが低圧チャンバーに急速に放出され、超音速の流れが生成される「膨張」と呼ばれるプロセスによって気流が生成されます。
ただし、この方法では、超音波検査に必要な極めて高い速度と温度を生成することに限界があります。 Jiang の Reflective Shockwave Driver は、一連の正確にタイミングを合わせた爆発を使用して、互いに反射して 1 点に収束する一連の衝撃波を生成することで、これらの制限を克服します。
その結果、風洞内の空気の流れを極めて高速で操作するために使用される激しいエネルギーの爆発が生まれます。同研究所によれば、この革新は極超音速飛行の研究にさらなる精度と効率をもたらし、さらなる進歩への道を開いたという。
データを組み合わせることで、研究者はさまざまな材料や設計がさまざまな飛行条件下でどのように機能するかをより深く理解し、その情報を使用して極超音速兵器や航空機の性能と信頼性を向上させることができます。江氏のチームによると、これらの施設により中国は競争相手より何年も先を行くことができる可能性があるという。
マイ・アン（サウスカロライナ州立大学通信社による）
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