5월 30일에 실시한 최종 평가에 따르면, 베이징 북쪽의 산악 지역인 화이로우 구에 위치한 JF-22 풍동은 직경이 4m(13피트)이고 초당 최대 10km(6.2마일)의 공기 흐름 속도를 생성할 수 있습니다.
베이징에 위치한 JF-22는 음속의 30배로 혹독한 비행 조건을 시뮬레이션할 수 있습니다. 사진: SCMP
이 시설을 소유한 중국기계연구소에 따르면, 이로 인해 이곳은 세계에서 가장 크고 빠른 풍동이 되었으며, 최대 마하 30의 초음속 비행 조건을 시뮬레이션할 수 있다고 합니다.
연구소는 금요일 성명을 통해 이 터널이 "중국의 초음속 항공기 및 우주 수송 시스템 연구 개발을 지원할 것"이라고 밝혔습니다. 비교를 위해, 미국의 주요 초음속 시험 시설인 NASA 랭글리 연구 센터의 마하 10 터널의 시험 구역 직경은 약 0.8m입니다. 시험 구역이 더 넓기 때문에 연구자들은 더 큰 항공기 모델이나 전체 장비를 풍동에 넣어 더 정확한 비행 데이터를 얻을 수 있습니다.
JF-22는 중국 정부가 2035년까지 달성하고자 하는 목표의 필수적인 부분입니다. 그때까지 베이징은 매년 수천 명의 승객을 우주로 실어나르거나 1시간 이내에 지구상 어느 곳이든 실어나를 수 있는 초음속 항공기 함대를 배치하기를 바라고 있습니다. 그러나 이러한 항공기는 초음속 비행의 극한의 온도와 압력을 견뎌내야 하며, 동시에 안정적인 비행 궤적과 승객에게 안전하고 편안한 환경을 유지해야 합니다.
음속의 5배에 달하는 속도에서 비행기 주변의 공기 분자는 압축되고 가열되기 시작하는데, 이로 인해 분자 분리라는 현상이 발생합니다. 공기 분자는 구성 원자로 분해되고, 구성 원자는 서로 반응하여 새로운 화학 물질을 형성할 수 있습니다.
해당 연구소에 따르면, 분자 분리를 포함하는 복잡한 흐름의 물리학을 이해하는 것은 초음속 항공기 개발에 매우 중요합니다. 풍동과 같은 시설을 사용하여 실험실 환경에서 현상을 연구함으로써 연구자들은 초음속 차량이 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 알아내고 차량의 성능과 안전성을 개선하기 위한 새로운 기술을 개발할 수 있습니다.
풍동 테스트는 실제로 차량이 제작되어 비행하기 전에 잠재적인 문제나 설계 결함을 파악하는 데 도움이 되어 고장이나 사고의 위험을 줄여줍니다. 일부 추정에 따르면, 대형 터널 내에서 마하 30 비행 조건을 시뮬레이션하려면 싼샤댐이 생성하는 것과 동일한 에너지가 필요하며, 이는 불가능합니다.
JF-22 프로젝트의 수석 과학자인 장종린 교수는 혁신적인 솔루션을 내놓았습니다. 초음속 테스트에 필요한 고속 기류를 생성하기 위해 Jiang은 "직접 반사 충격파 구동기"라고 하는 새로운 유형의 충격파 생성기를 제안했습니다. 기존의 초음속 풍동에서는 '팽창'이라는 공정을 통해 공기 흐름이 생성되는데, 이는 고압 가스를 저압 챔버로 빠르게 방출하여 초음속 흐름을 생성하는 것입니다.
그러나 이 방법은 초음파 검사에 필요한 매우 높은 속도와 온도를 생성하는 데 한계가 있습니다. 장의 반사 충격파 드라이버는 정확한 타이밍에 맞춰 일련의 폭발을 사용해 서로 반사되어 단일 지점으로 수렴하는 일련의 충격파를 생성함으로써 이러한 한계를 극복합니다.
그 결과, 매우 빠른 속도로 풍동에서 공기 흐름을 조작하는 데 사용되는 격렬한 에너지 폭발이 발생합니다. 해당 연구소에 따르면, 이 혁신은 초음속 비행 연구에 더 큰 정밀성과 효율성을 제공함으로써 더 많은 발전을 위한 길을 열었습니다.
연구자들은 데이터를 결합함으로써 다양한 재료와 디자인이 다양한 비행 조건에서 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하고, 이 정보를 활용하여 초음속 무기나 항공기의 성능과 안정성을 개선할 수 있습니다. 지앙의 팀에 따르면, 이런 시설은 중국이 경쟁국보다 수 년 앞서나가게 할 수 있다고 한다.
마이 안 (SCMP에 따르면)
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