China Después de cinco años de construcción, el túnel de viento más grande y rápido del mundo ha sido inaugurado en las afueras de Pekín.
El túnel de viento del JF-22 puede simular velocidades hipersónicas de Mach 30. Foto: SCMP
Ubicado en el distrito de Huairou, al norte de Pekín, el túnel de viento JF-22 tiene 4 metros de diámetro y puede generar corrientes de aire a velocidades de hasta 10 kilómetros por segundo, según una evaluación final realizada el 30 de mayo. Esto lo convierte en el túnel de viento más grande y rápido del mundo, capaz de simular condiciones de vuelo hipersónico de hasta Mach 30 (37.044 km/h), según el Instituto de Ingeniería Mecánica, que gestiona el JF-22.
El túnel “apoyará la investigación y el desarrollo de aeronaves hipersónicas y sistemas de transporte espacial de China”, declaró el instituto en un comunicado el 2 de junio. En comparación, el túnel de Mach 10 (12 348 km/h) del Centro de Investigación Langley de la NASA en EE. UU., una instalación clave para pruebas hipersónicas, tiene una cámara de prueba con un diámetro de casi 0,8 metros. Esta cámara de prueba, de mayor tamaño, permite a los investigadores introducir modelos de aeronaves de gran tamaño e incluso armas completas en el túnel de viento para recopilar datos de vuelo más precisos. La mayoría de los misiles balísticos intercontinentales tienen un diámetro inferior a 4 metros.
El JF-22 está vinculado a un objetivo establecido por el gobierno chino y que pretende alcanzar para 2035: desplegar una flota de aeronaves hipersónicas capaces de transportar miles de pasajeros al espacio cada año, o a cualquier punto del planeta en menos de una hora. Sin embargo, dicha aeronave debe soportar las temperaturas y presiones extremas del vuelo hipersónico, mantener una trayectoria de vuelo estable y proporcionar un entorno seguro y confortable para los pasajeros.
A velocidades cinco veces superiores a la del sonido, las moléculas de aire que rodean la aeronave comienzan a comprimirse y calentarse, lo que provoca la disociación molecular. Las moléculas de gas se descomponen en sus átomos constituyentes, que pueden reaccionar entre sí para formar nuevas sustancias químicas. Comprender la compleja física del flujo de aire y la disociación molecular es clave para el desarrollo de aeronaves supersónicas.
Al estudiar fenómenos en entornos experimentales como túneles de viento, los científicos pueden explorar cómo los vehículos hipersónicos interactúan con su entorno y desarrollar nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento y la seguridad. Las pruebas en túneles de viento pueden ayudar a identificar posibles problemas o defectos de diseño antes de construir y probar un vehículo, lo que reduce el riesgo de fallos o accidentes.
Según algunas estimaciones, simular condiciones de vuelo a Mach 30 dentro de un gran túnel de viento requeriría la misma cantidad de energía que la presa de las Tres Gargantas, lo cual es prácticamente imposible. Por ello, el profesor Jiang Zonglin, científico principal del proyecto JF-22, tuvo una idea.
Para generar el flujo de gas a alta velocidad necesario para las pruebas hipersónicas, Jiang propuso un nuevo tipo de generador de ondas de choque denominado "motor de ondas de choque de reflexión directa". En un túnel de viento convencional, el flujo de gas se genera mediante un proceso de expansión en el que el gas a alta presión se descarga rápidamente en una cámara de baja presión, creando un flujo supersónico. Sin embargo, este método presenta algunas limitaciones a la hora de generar las velocidades y temperaturas extremadamente altas requeridas para las pruebas hipersónicas.
El Motor de Ondas de Choque Reflejadas de Jiang supera esta limitación mediante una serie de explosiones sincronizadas con precisión para generar ondas de choque que se reflejan entre sí y convergen en un único punto. La explosión resultante de energía extremadamente potente se utiliza para impulsar el aire a través de un túnel de viento a velocidades ultrarrápidas.
Esta innovación allana el camino para numerosos logros al hacer que la investigación de vuelos hipersónicos sea más precisa y eficiente. El uso de explosivos para generar energía en un túnel de viento presenta numerosas desventajas, como el peligro para las personas y los equipos, el ruido y la contaminación atmosférica. Sin embargo, dado que la fuente de energía se genera mediante explosiones en lugar de sistemas mecánicos fijos, la intensidad y la duración de las explosiones pueden ajustarse para crear diversos flujos de aire que permitan probar diferentes tipos de vehículos o materiales.
La Asociación Nacional de Ciencias Naturales de China envió a 16 expertos independientes para evaluar el JF-22 en diversas áreas clave, como el tiempo de prueba efectivo, la temperatura total, la presión total y el caudal de la tobera. Concluyeron que el JF-22 alcanzó un rendimiento líder a nivel mundial. Junto con el túnel JF-12, el JF-22 se ha convertido en la única instalación de pruebas terrestre que cumple con todos los requisitos de los vehículos de espacio cercano.
An Khang (según SCMP )
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