الصين تكمل بناء أقوى نفق رياح أسرع من الصوت في العالم

[إعلان_1]

ويقع نفق الرياح "جيه إف-22" في منطقة هوايرو الجبلية شمال بكين، ويبلغ قطره 4 أمتار (13 قدما)، ويمكنه توليد سرعات تدفق هواء تصل إلى 10 كيلومترات (6.2 ميل في الثانية)، وفقا للتقييم النهائي الذي أجري في 30 مايو.

الصين تكمل أسرع مسار انزلاقي فرط صوتي في العالم (صورة 1) — تستطيع طائرة JF-22، المتمركزة في بكين، محاكاة ظروف طيران قاسية بسرعة تفوق سرعة الصوت بثلاثين ضعفًا. الصورة: SCMP

وهذا يجعلها أكبر وأسرع نفق رياح في العالم ، وقادر على محاكاة ظروف الطيران الأسرع من الصوت حتى سرعة 30 ماخ، وفقًا لمعهد الصين للميكانيكا، مالك المنشأة.

صرح المعهد في بيان يوم الجمعة أن النفق "سيدعم أبحاث وتطوير الصين للطائرات الأسرع من الصوت وأنظمة النقل الفضائي". بالمقارنة، يبلغ قطر نفق ماخ 10 في مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا في الولايات المتحدة، وهو منشأة رئيسية لاختبار الطائرات الأسرع من الصوت، حوالي 0.8 متر. يسمح قسم الاختبار الأكبر للباحثين بوضع نماذج طائرات أكبر، أو حتى مركبات كاملة، في نفق الرياح للحصول على بيانات طيران أكثر دقة.

تُعد طائرة JF-22 جزءًا لا يتجزأ من أهداف الحكومة الصينية التي تسعى لتحقيقها بحلول عام 2035. وبحلول ذلك الوقت، تأمل بكين في نشر أسطول من الطائرات الأسرع من الصوت، القادرة على نقل آلاف الركاب إلى الفضاء سنويًا أو إلى أي مكان على الكوكب في غضون ساعة. ولكن يجب أن تكون هذه الطائرات قادرة على تحمل درجات الحرارة والضغوط القصوى للطيران الأسرع من الصوت، مع الحفاظ على مسار طيران مستقر وبيئة آمنة ومريحة للركاب.

بسرعة تفوق سرعة الصوت بخمسة أضعاف، تبدأ جزيئات الهواء المحيطة بالطائرة بالانضغاط والسخونة، مما يُؤدي إلى ظاهرة تُعرف بالتفكك الجزيئي. تتفكك جزيئات الهواء إلى ذراتها المكونة لها، والتي تتفاعل بدورها مع بعضها البعض لتكوين مواد كيميائية جديدة.

يُعد فهم الفيزياء المعقدة للتدفقات المتضمنة في عملية الفصل الجزيئي أمرًا بالغ الأهمية لتطوير الطائرات الأسرع من الصوت، وفقًا للمعهد. ومن خلال دراسة هذه الظاهرة في بيئة مختبرية باستخدام مرافق مثل أنفاق الرياح، يمكن للباحثين معرفة كيفية تفاعل المركبات الأسرع من الصوت مع محيطها، وتطوير تقنيات جديدة لتحسين أدائها وسلامتها.

يمكن لاختبار نفق الرياح أيضًا أن يساعد في تحديد المشاكل المحتملة أو عيوب التصميم قبل بناء المركبة وتحليقها، مما يقلل من خطر الأعطال أو الحوادث. تشير بعض التقديرات إلى أن محاكاة ظروف الطيران بسرعة 30 ماخ داخل نفق كبير تتطلب نفس كمية الطاقة التي يتطلبها سد الخوانق الثلاثة، وهو أمرٌ مستحيلٌ تمامًا.

توصل البروفيسور جيانغ زونغلين، العالم الرئيسي في مشروع JF-22، إلى حل مبتكر. لتوليد تدفق الهواء عالي السرعة اللازم لاختبارات السرعة فوق الصوتية، اقترح جيانغ نوعًا جديدًا من مولدات موجات الصدمة يُسمى "محرك موجات الصدمة الانعكاسي المباشر". في أنفاق الرياح الأسرع من الصوت التقليدية، يُولّد تدفق الهواء من خلال عملية تُسمى "التمدد"، حيث يُطلق غاز عالي الضغط بسرعة في حجرة منخفضة الضغط، مما يُنتج تدفقًا فائق السرعة.

مع ذلك، لهذه الطريقة حدودٌ فيما يتعلق بتوليد السرعات ودرجات الحرارة العالية جدًا اللازمة للاختبار بالموجات فوق الصوتية. يتغلب مُحرك الموجات الصدمية العاكسة من جيانغ على هذه الحدود باستخدام سلسلة من الانفجارات المُوقَّتة بدقة لإنشاء سلسلة من الموجات الصدمية التي تنعكس عن بعضها البعض وتتقارب في نقطة واحدة.

تُستخدم هذه الدفعة من الطاقة الشديدة للتحكم في تدفق الهواء في نفق الرياح بسرعات عالية جدًا. ووفقًا للمعهد، يُمهد هذا الابتكار الطريق لمزيد من التقدم من خلال زيادة الدقة والكفاءة في أبحاث الطيران الأسرع من الصوت.

من خلال جمع البيانات، يمكن للباحثين فهم أداء المواد والتصاميم المختلفة بشكل أفضل في ظل ظروف طيران متنوعة، واستخدام هذه المعلومات لتحسين أداء وموثوقية الأسلحة أو الطائرات الأسرع من الصوت. وصرح فريق جيانغ بأن هذه المرافق قد تجعل الصين تتقدم على منافسيها بسنوات.

ماي آنه (وفقًا لصحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست)

[إعلان 2]
مصدر