อุโมงค์ลม JF-22 ตั้งอยู่ในเขตภูเขาหวยโหรว ทางตอนเหนือของปักกิ่ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตร (13 ฟุต) และสามารถสร้างความเร็วลมได้สูงสุดถึง 10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์) ต่อวินาที ตามการประเมินขั้นสุดท้ายที่ดำเนินการเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม
เครื่องบิน JF-22 ซึ่งประจำการอยู่ที่ปักกิ่ง สามารถจำลองสภาพการบินที่เลวร้ายได้เร็วกว่าความเร็วเสียงถึง 30 เท่า ภาพ: SCMP
นั่นทำให้เป็นอุโมงค์ลมที่ใหญ่ที่สุดและเร็วที่สุดในโลก ซึ่งสามารถจำลองสภาวะการบินความเร็วเหนือเสียงได้ถึง 30 มัค ตามที่สถาบันกลศาสตร์แห่งประเทศจีน ซึ่งเป็นเจ้าของสถานที่ดังกล่าว เปิดเผย
อุโมงค์ดังกล่าวจะ “สนับสนุนการวิจัยและพัฒนาอากาศยานความเร็วเหนือเสียงและระบบขนส่งทางอวกาศของจีน” สถาบันฯ ระบุในแถลงการณ์เมื่อวันศุกร์ อุโมงค์ Mach 10 ที่ศูนย์วิจัยแลงลีย์ของนาซาในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นศูนย์ทดสอบความเร็วเหนือเสียงขนาดใหญ่ มีส่วนทดสอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกือบ 2 ฟุต (0.8 เมตร) ส่วนทดสอบที่ใหญ่กว่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถนำแบบจำลองอากาศยานขนาดใหญ่ขึ้นหรือแม้แต่ยานพาหนะทั้งคันเข้าไปในอุโมงค์ลมเพื่อให้ได้ข้อมูลการบินที่แม่นยำยิ่งขึ้น
JF-22 เป็นส่วนสำคัญของเป้าหมายของ รัฐบาล จีนที่ต้องการบรรลุภายในปี 2035 ภายในเวลานั้น ปักกิ่งหวังที่จะนำฝูงบินเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงที่สามารถบรรทุกผู้โดยสารหลายพันคนขึ้นสู่อวกาศในแต่ละปี หรือไปยังที่ใดก็ได้บนโลกภายในหนึ่งชั่วโมง อย่างไรก็ตาม เครื่องบินดังกล่าวจะต้องสามารถทนต่ออุณหภูมิและแรงกดดันที่รุนแรงของการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง ควบคู่ไปกับการรักษาวิถีการบินให้คงที่และสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและสะดวกสบายสำหรับผู้โดยสาร
ด้วยความเร็วห้าเท่าของความเร็วเสียง โมเลกุลของอากาศรอบเครื่องบินจะเริ่มบีบอัดและร้อนขึ้น ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการแตกตัวของโมเลกุล โมเลกุลของอากาศจะสลายตัวเป็นอะตอมที่ประกอบกันขึ้น ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากันเองเพื่อสร้างสารเคมีชนิดใหม่ได้
สถาบันฯ ระบุว่า การทำความเข้าใจฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของการไหลที่เกี่ยวข้องกับการแยกโมเลกุลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาอากาศยานความเร็วเหนือเสียง การศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ เช่น อุโมงค์ลม ช่วยให้นักวิจัยสามารถเรียนรู้ว่ายานยนต์ความเร็วเหนือเสียงมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมอย่างไร และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัย
การทดสอบในอุโมงค์ลมยังช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหรือข้อบกพร่องในการออกแบบก่อนการสร้างและบินยานพาหนะจริง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวหรืออุบัติเหตุ จากการประมาณการบางส่วน การจำลองสภาพการบินที่ความเร็วมัค 30 ภายในอุโมงค์ขนาดใหญ่จะต้องใช้พลังงานเท่ากับเขื่อนสามผา ซึ่งเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้เลย
ศาสตราจารย์เจียง จงหลิน นักวิทยาศาสตร์ ชั้นนำของโครงการ JF-22 ได้คิดค้นวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เพื่อสร้างกระแสลมความเร็วสูงที่จำเป็นสำหรับการทดสอบความเร็วเหนือเสียง เจียงได้เสนอเครื่องกำเนิดคลื่นกระแทกชนิดใหม่ที่เรียกว่า "ไดรเวอร์คลื่นกระแทกแบบสะท้อนตรง" ในอุโมงค์ลมความเร็วเหนือเสียงแบบดั้งเดิม กระแสลมเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า "การขยายตัว" ซึ่งก๊าซแรงดันสูงจะถูกปล่อยเข้าสู่ห้องความดันต่ำอย่างรวดเร็ว ก่อให้เกิดกระแสลมความเร็วเหนือเสียง
อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อจำกัดในการสร้างความเร็วและอุณหภูมิที่สูงมากซึ่งจำเป็นสำหรับการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก ไดรเวอร์คลื่นกระแทกแบบสะท้อนแสงของ Jiang สามารถเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้ด้วยการใช้ชุดการระเบิดที่กำหนดเวลาอย่างแม่นยำเพื่อสร้างคลื่นกระแทกชุดหนึ่งที่สะท้อนออกจากกันและมาบรรจบกันที่จุดเดียว
พลังงานมหาศาลที่พุ่งออกมาจะถูกนำไปใช้เพื่อควบคุมการไหลของอากาศในอุโมงค์ลมด้วยความเร็วสูงมาก สถาบันฯ ระบุว่านวัตกรรมนี้จะช่วยปูทางไปสู่ความก้าวหน้าต่อไป ด้วยการนำความแม่นยำและประสิทธิภาพที่มากขึ้นมาสู่การวิจัยการบินความเร็วเหนือเสียง
การรวมข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจถึงประสิทธิภาพของวัสดุและการออกแบบที่แตกต่างกันภายใต้สภาวะการบินที่หลากหลาย และใช้ข้อมูลนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอาวุธหรืออากาศยานความเร็วเหนือเสียง ทีมวิจัยของเจียงกล่าวว่า สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้อาจทำให้จีนก้าวล้ำหน้าคู่แข่งไปหลายปี
ไม อันห์ (ตาม SCMP)
แหล่งที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)