5 najpotężniejszych tuneli aerodynamicznych na świecie

Tunel aerodynamiczny to urządzenie symulujące przepływ powietrza przez obiekty, pomagające testować aerodynamikę niezliczonej liczby samolotów i rakiet.

System składa się z długiej, wąskiej rury, do której wprowadzane jest powietrze różnymi metodami, np. za pomocą silnego wentylatora. Wewnątrz tuby znajduje się model lub obiekt, który ma zostać przetestowany.

Przepływ powietrza wpadającego do środka będzie kontrolowany w celu zbadania jego wpływu na obiekt w różnych warunkach, na przykład przy zmianie prędkości wiatru.

Tunele aerodynamiczne opracowano po raz pierwszy pod koniec XIX wieku, a obecnie są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Interesting Engineering przygotowało listę najpotężniejszych tuneli aerodynamicznych dostępnych obecnie na rynku.

1.JF -22

JF-22, zbudowany w Instytucie Inżynierii Mechanicznej Chińskiej Akademii Nauk (IMCAS) w północnym Pekinie, jest najpotężniejszym na świecie hipersonicznym tunelem aerodynamicznym. JF-22 ma średnicę 4 metrów i może osiągać prędkość do Mach 30 (37 044 km/h lub 10,3 km/s).

JF-22 wykorzystuje synchronizowane eksplozje, aby wytworzyć fale uderzeniowe, które odbijają się od siebie i zbiegają się w punkcie wewnątrz rury, co powoduje przepływ gazu o dużej prędkości. JF-22 może dostarczyć 15 gigawatów (GW) mocy, co stanowi 70% mocy Zapory Trzech Przełomów, największej zapory wodnej na świecie.

2.JF-12

JF-12 to tunel aerodynamiczny o obiegu otwartym, w którym fale uderzeniowe służą do tworzenia warunków lotu z prędkością od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 9 (11 174 km/h) na wysokości od 25 000 m do 50 000 m.

Samolot JF-12 został zbudowany w latach 2008–2012 przez Instytut Inżynierii Mechanicznej pod auspicjami IMCAS i odegrał ważną rolę w rozwoju chińskiego hipersonicznego pojazdu szybującego (HGV) DF-ZF.

3. Naddźwiękowy tunel aerodynamiczny T-117 TsAGI

T-117 TsAGI to duży naddźwiękowy tunel aerodynamiczny zbudowany w latach 70. XX wieku w Centralnym Instytucie Hydro-Aerodynamicznym w Moskwie, Rosja.

System działa na zasadzie wydmuchu, gaz pod wysokim ciśnieniem jest szybko uwalniany do pozostałej części tunelu aerodynamicznego, tworząc przepływ powietrza. Strumień gazu jest podgrzewany w dwóch oddzielnych piecach elektrycznych, które można zdemontować w zależności od eksperymentu.

T-117 TsAGI może osiągać prędkości testowe od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 10 (12 348 km/h) i symulować wysokie temperatury, jakim poddawane są pojazdy hipersoniczne w czasie lotu.

Tryb lotu hipersonicznego statku kosmicznego Federacji został przetestowany przez T-117 TsAGI w 2018 roku. Jest to projekt rosyjskiej agencji kosmicznej Roskosmos, mający na celu zastąpienie statku kosmicznego Sojuz w różnych misjach na niskiej orbicie okołoziemskiej i księżycowej.

4. Obiekt tunelowy hipersoniczny (HTF)

Obiekt Hypersonic Tunnel Facility (HTF) specjalizuje się w testowaniu dużych hipersonicznych układów napędowych z zasysaniem przy prędkościach od Mach 5 (6174 km/h) do Mach 7 (8644 km/h), symulując rzeczywiste wysokości (36 500 m). Obiekt mieści się w ośrodku testowym NASA Neil Armstrong Test Facility, w Centrum Badawczym Glenna w Sandusky w stanie Ohio.

Obszar testowy w HTF można regulować w zakresie od 3,05 m do 4,27 m. Tam, piec cieplny z rdzeniem grafitowym może wytwarzać wolne od zanieczyszczeń sztuczne powietrze w rzeczywistych proporcjach poprzez podgrzewanie azotu, a następnie mieszanie go z tlenem i azotem w temperaturze pokojowej. Zgodnie ze szczegółowymi wymaganiami testu kontrolowana jest temperatura sztucznego powietrza. W zależności od warunków pracy, HTF może działać co 5 minut.

5. Tunel aerodynamiczny o jednolitym planie (UPWT)

Unitary Plan (UPWT) mieści się w Centrum Badawczym NASA Ames w Moffet Field w Kalifornii. Tunel, ukończony w 1955 roku, ma służyć testowaniu zarówno samolotów konwencjonalnych (komercyjnych i wojskowych), jak i statków kosmicznych.

UPWT składa się z trzech zamkniętych tuneli aerodynamicznych: poddźwiękowego tunelu aerodynamicznego (TWT) o wymiarach 3,4 x 3,4 m, naddźwiękowego tunelu aerodynamicznego o wymiarach 2,7 x 2,1 m oraz naddźwiękowego tunelu aerodynamicznego o wymiarach 2,4 x 2,1 m. Tunele aerodynamiczne napędzane są czterema elektromagnetycznymi silnikami pierścieniowymi o mocy 65 000 koni mechanicznych, pracującymi pod napięciem 7200 woltów.

W ostatnim tunelu aerodynamicznym prędkość może wynieść nawet Mach 3,5 (4321 m).

UPWT odegrał kluczową rolę w rozwoju floty samolotów Boeinga, takich jak myśliwiec F-111 i bombowiec B-1 Lancer.