5 самых мощных аэродинамических труб в мире

Аэродинамическая труба — это машина, которая имитирует поток воздуха через объекты, помогая проверять аэродинамику бесчисленных самолетов и ракет.

Система состоит из длинной узкой трубы, куда воздух подается различными способами, например, с помощью мощного вентилятора. Внутри трубки находится модель или объект для испытания.

Поток входящего воздуха будет контролироваться для изучения его воздействия на объект в различных условиях, например, при изменении скорости ветра.

Аэродинамические трубы были впервые разработаны в конце 19 века и в настоящее время широко используются во многих отраслях промышленности. Компания Interesting Engineering составила список самых мощных аэродинамических труб, доступных сегодня.

1. JF-22

JF-22, построенный в Институте машиностроения Китайской академии наук (IMCAS) на севере Пекина, является самой мощной в мире гиперзвуковой аэродинамической трубой. JF-22 имеет диаметр 4 м и может развивать скорость до 30 Махов (37 044 км/ч или 10,3 км/с).

JF-22 использует синхронизированные взрывы для создания ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в точке внутри трубы, создавая высокоскоростной поток газа. JF-22 может вырабатывать 15 гигаватт (ГВт) электроэнергии, что составляет 70% мощности плотины «Три ущелья» — крупнейшей в мире гидроэлектростанции.

2. JF-12

JF-12 представляет собой аэродинамическую трубу открытого типа, в которой для создания условий полета используются ударные волны со скоростью от 5 Махов (6174 км/ч) до 9 Махов (11 174 км/ч) на высоте от 25 000 м до 50 000 м.

JF-12 был построен Институтом машиностроения в рамках IMCAS в 2008–2012 годах и сыграл важную роль в разработке китайского гиперзвукового планирующего летательного аппарата (HGV) DF-ZF.

3. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-117 ЦАГИ

Т-117 ЦАГИ — большая сверхзвуковая аэродинамическая труба, построенная в 1970-х годах в Центральном гидроаэродинамическом институте в Москве, Россия.

Система работает по принципу продувки: газ под высоким давлением быстро выбрасывается в оставшееся пространство аэродинамической трубы, создавая поток воздуха. Газовый поток нагревается двумя отдельными электропечами, которые могут быть удалены в зависимости от эксперимента.

Т-117 ЦАГИ может развивать испытательные скорости от 5 Махов (6174 км/ч) до 10 Махов (12 348 км/ч) и имитировать высокие температуры, с которыми сталкиваются гиперзвуковые аппараты во время полета.

Испытания гиперзвукового режима полета космического корабля «Федерация» проводились на борту Т-117 ЦАГИ в 2018 году. Это проект российского космического агентства «Роскосмос» по замене кораблей «Союз» в различных миссиях на околоземной и лунной орбите.

4. Гиперзвуковой туннельный комплекс (ГТФ)

Гиперзвуковой туннельный комплекс (HTF) специализируется на испытаниях крупномасштабных гиперзвуковых наддувных двигательных установок на скоростях от 5 Махов (6174 км/ч) до 7 Махов (8644 км/ч), имитируя реальные высоты (36 500 м). Объект расположен на испытательном полигоне НАСА имени Нила Армстронга в исследовательском центре Гленна в Сандаски, штат Огайо.

Зона испытаний в HTF регулируется от 3,05 м2 до 4,27 м2. Там термическая шихтовая печь с графитовым сердечником может производить экологически чистый искусственный воздух в реальных пропорциях путем нагревания газообразного азота, а затем смешивания его с кислородом и азотом при комнатной температуре. В соответствии с конкретными требованиями к испытанию контролируется температура искусственного воздуха. В зависимости от условий эксплуатации HTF может срабатывать каждые 5 минут.

5. Аэродинамическая труба единого плана (UPWT)

Unitary Plan (UPWT) находится в исследовательском центре Эймса НАСА в Моффет-Филд, Калифорния. Туннель, строительство которого было завершено в 1955 году, предназначен для испытаний как обычных самолетов (коммерческих и военных), так и космических аппаратов.

UPWT состоит из трех аэродинамических труб замкнутого цикла: дозвуковой аэродинамической трубы (TWT) размером 3,4 x 3,4 м, сверхзвуковой аэродинамической трубы размером 2,7 x 2,1 м и сверхзвуковой аэродинамической трубы размером 2,4 x 2,1 м. Эти аэродинамические трубы приводятся в действие четырьмя электромагнитными двигателями с фазным ротором мощностью 65 000 лошадиных сил, работающими при напряжении 7200 вольт.

Последняя аэродинамическая труба может развивать скорость до 3,5 Маха (4321 м).

UPWT сыграл ключевую роль в разработке парка самолетов Boeing, таких как истребитель F-111 и бомбардировщик B-1 Lancer.