По данным окончательной оценки, проведенной 30 мая, аэродинамическая труба JF-22, расположенная в горном районе Хуайжоу к северу от Пекина, имеет диаметр 4 метра (13 футов) и может создавать скорость воздушного потока до 10 километров (6,2 мили) в секунду.
Базирующийся в Пекине JF-22 может имитировать суровые условия полета на скорости, в 30 раз превышающей скорость звука. Фото: SCMP
По данным Китайского института механики, владельца объекта, это делает его крупнейшей и самой быстрой аэродинамической трубой в мире, способной моделировать условия гиперзвукового полета со скоростью до 30 Махов.
Институт в своем заявлении в пятницу заявил, что туннель «поддержит исследования и разработки Китая в области гиперзвуковых летательных аппаратов и космических транспортных систем». Для сравнения, туннель Маха 10 в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли в США, крупном гиперзвуковом испытательном центре, имеет диаметр испытательной части почти 0,8 метра. Более крупная испытательная секция позволяет исследователям помещать в аэродинамическую трубу более крупные модели самолетов или даже целые установки для получения более точных летных данных.
JF-22 является неотъемлемой частью целей, которые китайское правительство поставило перед собой к 2035 году. К тому времени Пекин надеется развернуть флот гиперзвуковых самолетов, которые смогут доставлять тысячи пассажиров в космос каждый год или в любую точку планеты в течение часа. Однако такие самолеты должны выдерживать экстремальные температуры и давления сверхзвукового полета, сохраняя при этом стабильную траекторию полета и обеспечивая безопасную и комфортную среду для пассажиров.
При скорости, в пять раз превышающей скорость звука, молекулы воздуха, окружающие самолет, начинают сжиматься и нагреваться, что приводит к явлению, известному как молекулярная диссоциация. Молекулы воздуха распадаются на составляющие их атомы, которые затем могут реагировать друг с другом, образуя новые химические вещества.
По мнению института, понимание сложной физики потоков, включающих молекулярное разделение, имеет решающее значение для разработки гиперзвуковых летательных аппаратов. Изучая явления в лабораторных условиях с использованием таких установок, как аэродинамические трубы, исследователи могут узнать, как гиперзвуковые летательные аппараты взаимодействуют с окружающей средой, и разработать новые технологии для повышения их производительности и безопасности.
Испытания в аэродинамической трубе также могут помочь выявить потенциальные проблемы или недостатки конструкции до того, как транспортное средство будет фактически построено и запущено в полет, что снижает риск поломок или аварий. По некоторым оценкам, имитация условий полета со скоростью 30 Махов внутри большого туннеля потребовала бы энергии, эквивалентной той, что вырабатывается плотиной «Три ущелья», что невозможно.
Профессор Цзян Цзунлинь, ведущий ученый проекта JF-22, предложил инновационное решение. Для создания высокоскоростного воздушного потока, необходимого для гиперзвуковых испытаний, Цзян предложил новый тип генератора ударных волн, названный «генератором ударных волн прямого отражения». В традиционных сверхзвуковых аэродинамических трубах воздушный поток создается с помощью процесса, называемого «расширением», при котором газ высокого давления быстро выпускается в камеру низкого давления, создавая сверхзвуковой поток.
Однако этот метод имеет ограничения, связанные с созданием чрезвычайно высоких скоростей и температур, необходимых для ультразвукового контроля. Отражающий ударно-волновой драйвер Цзяна преодолевает эти ограничения, используя серию точно рассчитанных по времени взрывов для создания серии ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в одной точке.
Результатом является мощный выброс энергии, используемый для управления потоком воздуха в аэродинамической трубе на чрезвычайно высоких скоростях. По данным института, эта инновация проложила путь к дальнейшим достижениям, повысив точность и эффективность исследований гиперзвуковых полетов.
Объединив данные, исследователи смогут лучше понять, как различные материалы и конструкции ведут себя в различных условиях полета, и использовать эту информацию для улучшения характеристик и надежности гиперзвукового оружия или летательных аппаратов. По мнению команды Цзяна, эти объекты могут вывести Китай на годы вперед по сравнению с конкурентами.
Май Ань (по данным SCMP)
Источник
Комментарий (0)