چین با تونل باد خود رکوردشکنی کرد
به گزارش فیکس سرور، دانشمندان چینی با شبیه سازی شرایط پرواز در تونل باد با سرعت ۳۳ برابر سرعت صوت، به رکورد جدیدی در حوزه تحقیقات پرواز مافوق صوت دست یافت.
به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، غول پیکرترین تونل باد در جهان هم اکنون در جنوب غربی چین عملیاتی شده است که آزمایشات کم هزینه و عالی را برای تحقیقات مافوق صوت امکان پذیر می کند.
بر اساس گزارشی که توسط رسانه دولتی "ساوث چاینا مورنینگ پست" انتشار یافته است، این مرکز می تواند شرایط پروازی پرآشوب را با سرعت های بین ۲.۵ تا ۱۱.۵ کیلومتر در ثانیه، یعنی بیشتر از ۳۳ برابر سرعت صوت شبیه سازی کند.
لیو ژیگو، سرپرست این تیم پژوهش از موسسه آیرودینامیک Hypervelocity تحت نظارت مرکز تحقیقات و توسعه آیرودینامیک چین در میانیانگ اظهار داشت: ما بزرگترین تونل باد لوله انبساط با پیستون آزاد جهان را با آنتالپی بالا ساخته ایم.
آنتالپی اندازه گیری مقدار گرمای موجود در هوا یا مقدار کل محتوای انرژی یک سامانه در فشار و دمای ثابت است. آنتالپی جمع انرژی درونی سیستم و حاصل ضرب فشار و حجم آن است.
به گفته پژوهشگران، این تاسیسات پیشرفته که بوسیله ی یک دانشمند استرالیایی طراحی شده است، در نهایت به برخی از مأموریت ها همچون فرستادن فضانوردان چینی به ماه و توسعه یک هواپیمای مافوق صوت که می تواند در یک ساعت به هر نقطه از جهان سفر کند، کمک خواهد نمود.
پژوهشگران ادعا کردند که این تونل آزمایشی با قطر ۸۰ سانتیمتر (۲.۶ فوت) تقریبا دو برابر بزرگتر از امکانات مشابه در دنیای غرب است. آنها ضمن اشاره به سرعت فرار از میدان گرانشی زمین ادعا کردند که میتوان از آن برای پروژه های مهندسی در سطح ملی مانند کپسول برگشت پروژه فرود ماه، ورود به جو یک دنیای بیگانه با هواپیمای اکتشافی میان ستاره ای و توسعه وسایل نقلیه مافوق صوت بهره برد.
به گفته پژوهشگران، قابلیت استفاده مجدد کامل از این پیستون، هزینه های عملیاتی تونل باد را به شدت می کاهد.
با این حال، این پیستون ۸۴۰ کیلوگرمی که سنگین ترین پیستونی است که تابحال در یک تونل باد استفاده شده است، با یک دشواری مواجه می باشد. این پیستون باید فشار خرد کننده هوای فشرده معادل ۱۰ هزار برابر نیروی گرانش را در حین حرکت با سرعت تا ۵۴۰ کیلومتر در ساعت تحمل کند.
به گفته محققان چینی، این پیستون به علت طراحی خاص و استفاده از مواد جدید، آزمایش های مکرر و طاقت فرسا را بدون صدمه دیدگی تحمل کرده است.
تونل استاکر
ریموند استاکر، مهندس فضایی استرالیایی، یک تونل پیستون آزاد را در دهه ۱۹۶۰ ایجاد کرد و بنابراین به این نوع تونل، تونل استاکر(Stalker tube) می گویند.
اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده برای تحقیق درباره پرواز با سرعت فوق العاده یا سرعت بیشتر از ۵ ماخ (پنج برابر سرعت صوت)، تعداد زیادی تونل باد در طول جنگ سرد ساختند. در این تونل های باد، شرایط پیچیده پرواز معمولا با استفاده از گاز هیدروژن داغ شبیه سازی می شد. با این وجود، از آنجاییکه هیدروژن گران است، ذخیره آن دشوار است و بسیار انفجاری است و توسعه، استفاده و نگه داری از آن پیچیده و پرهزینه است.
نیتروژن پرفشار، یک گاز بی اثر ارزانقیمت است که ۸۰ درصد جو زمین را تشکیل می دهد و بعنوان ماده جدیدی برای تونل استاکر پیشنهاد شد.
از این نیتروژن برای به حرکت درآوردن پیستون استفاده می شود. وقتی پیستون سنگین تا چند صد کیلومتر در ساعت شتاب می گیرد، امکان دارد هوا را فشرده کرده و لایه های گوناگونی از غشاهای جامد را سوراخ کند تا امواج ضربه ای داغ و سریعی تولید نماید که با امواجی که توسط هواپیماهایی که با سرعت مافوق صوت حرکت می کنند قابل مقایسه است.
فناوری پیشرفته پرواز مافوق صوت، مانند "اسکرام جت" توسط استرالیا با سرمایه گذاری و نیروی کار اندک به لطف تونل های باد پیستونی که توسط استاکر و همکارانش در دهه ۱۹۸۰ به وجود آمد، توسعه یافته است.
به دلیل عملکرد تونل استاکر، ایالات متحده و استرالیا در سال ۲۰۲۰ قراردادی را امضا کردند تا با همکاری یکدیگر یک وسیله نقلیه مافوق صوت با سرعت ۸ ماخ ایجاد کنند تا با پیشرفت سریع فناوری در چین و روسیه همگام شوند.
به گفته پژوهشگران چینی، تأسیسات جدید آنها چیزی بیشتر از یک نسخه بزرگ شده از تونل استرالیا است. آنها می گویند اتصال این تونل به مخزن نیتروژن پرفشار که همراه با تونل هنگام حرکت پیستون می لرزد، می تواند دقت نتایج آزمایش زمینی را به خطر بیندازد و محققان با پوشاندن پیستون با جزء ذخیره نیتروژن، چاره این مشکل را پیدا کردند.
طبق تحقیقات آنها، این طراحی جدید نه تنها اندازه و پیچیدگی کل تأسیسات را کم کرد، بلکه ارتعاشات را به بخش کوچکی از ارتعاشات تونل های استاکر معمولی کم کرد.
تونل های باد پیستونی دیگری در چند دهه گذشته در سرتاسر جهان ساخته شده اند، اما تونل باد دانشگاه کوئینزلند با قطر حدود ۴۰ سانتیمتر تا همین اواخر بزرگترین تونل باد دنیا بود.
منبع: fixserver.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب