Китай завершил строительство самой мощной в мире сверхзвуковой аэродинамической трубы

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 генерировать воздушный поток скоростью до 10 километров (6,2 мили) в секунду.

Китай завершил разработку самого быстрого в мире гиперзвукового глиссадного аппарата, изображение 1 — Базирующийся в Пекине JF-22 способен имитировать экстремальные условия полёта 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.

Труба «поддержит исследования и разработки Китая в области гиперзвуковых летательных аппаратов и космических транспортных систем», говорится в заявлении института, опубликованном в пятницу. Для сравнения, труба для измерения скорости 10 Махов в Исследовательском центре Лэнгли НАСА в США, крупном испытательном центре гиперзвуковых летательных аппаратов, имеет испытательную секцию диаметром почти 2 фута (0,8 метра). Более широкая испытательная секция позволяет исследователям помещать в аэродинамическую трубу более крупные модели летательных аппаратов или даже целые транспортные средства для получения более точных данных полёта.

JF-22 является неотъемлемой частью целей китайского правительства , которые необходимо достичь к 2035 году. К этому времени Пекин надеется развернуть флот гиперзвуковых самолётов, способных ежегодно доставлять тысячи пассажиров в космос или в любую точку планеты в течение часа. Однако такие самолёты должны быть способны выдерживать экстремальные температуры и давления гиперзвукового полёта, сохраняя при этом стабильную траекторию полёта и обеспечивая безопасные и комфортные условия для пассажиров.

На скорости, в пять раз превышающей скорость звука, молекулы воздуха вокруг самолёта 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, участвующих в молекулярном разделении, имеет решающее значение для разработки гиперзвуковых летательных аппаратов. Изучая эти явления в лабораторных условиях с использованием таких установок, как аэродинамические трубы, исследователи могут понять, как гиперзвуковые летательные аппараты взаимодействуют с окружающей средой, и разработать новые технологии для повышения их характеристик и безопасности.

Испытания в аэродинамической трубе также могут помочь выявить потенциальные проблемы или конструктивные недостатки до того, как аппарат будет построен и запущен в полёт, снижая риск поломки или аварии. По некоторым оценкам, имитация полёта со скоростью 30 Махов в большой аэродинамической трубе потребовала бы столько же энергии, сколько и плотина «Три ущелья», что просто невозможно.

Профессор Цзян Цзунлинь, ведущий учёный проекта JF-22, предложил инновационное решение. Для создания высокоскоростного воздушного потока, необходимого для гиперзвуковых испытаний, Цзян предложил новый тип генератора ударных волн, называемый «генератором ударных волн прямого отражения». В традиционных гиперзвуковых аэродинамических трубах воздушный поток создаётся в процессе, называемом «расширением», при котором газ под высоким давлением быстро выпускается в камеру низкого давления, создавая гиперзвуковой 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.

Получающийся в результате мощный выброс энергии используется для управления потоком воздуха в аэродинамической трубе на чрезвычайно высоких скоростях. По мнению института, это нововведение открывает путь к дальнейшему прогрессу, повышая точность и эффективность исследований гиперзвуковых полётов.

Объединяя данные, исследователи смогут лучше понять, как ведут себя различные материалы и конструкции в различных условиях полета, и использовать эту информацию для повышения эффективности и надежности гиперзвукового оружия или летательных аппаратов. Команда Цзяна заявила, что эти объекты могут дать Китаю возможность опередить конкурентов на годы.

Май Ань (по данным SCMP)

Источник