Jak w swoim komunikacie informuje South China Morning Post, tunel, który powstał w południowo-zachodnich Chinach, pozwala na symulowanie naprawdę ekstremalnych warunków. W jego wnętrzu może wiać z prędkością od 2,5 do nawet 11,5 kilometra na sekundę, czy z 33-krotnością prędkości dźwięku.
Wyjątkowy tunel
„Zbudowaliśmy największy na świecie tunel aerodynamiczny ze swobodnym tłokiem i o wysokiej entalpii.”, powiedział Lyu Zhiguo, kierownik zespołu realizującego projekt w Instytucie Aerodynamiki Hiperprędkości Chińskiego Centrum Badań i Rozwoju ds. Aerodynamiki w Mianyang. Entalpia jest miarą ilości ciepła w powietrzu.
Bardzo nowoczesny obiekt, zaprojektowany przez australijskiego naukowca, ma pomóc w przygotowaniach do wielu misji, tym misji wysłania chińskich astronautów na Księżyc. Ułatwi on też opracowanie naddźwiękowego samolotu, który mógłby dotrzeć w dowolne miejsce na świecie w ciągu godziny.
Rozwinięcie wieloletniej koncepcji
Pomysłodawcą tunelu aerodynamicznego z tłokiem swobodnym był australijski inżynier kosmiczny – Raymond Stalker. Stalker stworzył pierwszy taki tunel w latach 60. XX wieku.
Aby prowadzić badania nad lataniem z prędkością wyższą niż Mach 5 Związek Radziecki i Stany Zjednoczone podczas zimnej wojny zbudowały mnóstwo tuneli aerodynamicznych. W tych tunelach ekstremalne warunki lotu były zwykle symulowane z użyciem gorącego wodoru. Niemniej, jako że wodór jest drogi, trudny w przechowywaniu i łatwopalny, rodził wiele problemów. Stalker zaproponował więc, by wodór zastąpić azotem pod wysokim ciśnieniem, który napędzałby tłok kompresujący powietrze i wytwarzający fale uderzeniowe porównywalne do tych generowanych przez samoloty przemieszczające się z prędkością naddźwiękową. Tunele aerodynamiczne z napędem tłokowym pozwoliły na przykład w latach 80. XX wieku dopracować technologię silników naddźwiękowych scramjet.
Nowatorska konstrukcja
Jak informują naukowcy, testowy tunel jest około dwa razy większy niż obiekty tego samego typu powstałe na Zachodzie. Jego średnica wynosi 80 centymetrów. Tłok napędzający wiatr w tunelu cechuje zaś charakterystyczna konstrukcja i masa na poziomie aż 840 kilogramów. To właściwie najcięższy tłok zastosowany w tunelu aerodynamicznym.
chiny-tunel.jpg Chiński tunel aerodynamiczny ze swobodnym tłokiem, w którym wiatr rozpędza się do 33-krotności prędkości dźwięku. | Źródło: Chińskie Centrum Badań i Rozwoju ds. Aerodynamiki
Tłok zbudowano z nowatorskich materiałów, dzięki czemu jest bardzo wytrzymały i przeszedł wiele wymagających, wielokrotnych testów. Jego wysoka wytrzymałość jest bardzo istotna, ponieważ jest on poddawany działaniu ciśnienia 10 tysięcy razy większego niż siła grawitacji i porusza się z prędkością 540 kilometrów na godzinę.
Co ciekawe, chiński obiekt to podobno coś więcej niż tylko powiększona wersja australijskiego tunelu. Badacze twierdzą, że połączenie tunelu ze zbiornikiem azotu, które wibrują wspólnie gdy tłok się porusza, mogło wpływać negatywnie na precyzję testów. Dlatego ten problem zniwelowano, pokrywając rurę uruchamiającą tłok komponentem magazynującym azot. Odmieniony design pozwolił na dodatek zmniejszyć rozmiar i złożoność placówki.
Źródło: >South China Morning Post, fot. tyt. Canva