Trung Quốc chính thức vận hành đường hầm gió siêu thanh mạnh nhất thế giới

Sau 5 năm xây dựng, đường hầm gió mạnh nhất thế giới nay đã chính thức đi vào hoạt động ở vùng phụ cận thủ đô Bắc Kinh.

Theo đó, đường hầm gió này có tên JF-22, nằm ở quận Hoài Nhu phía bắc Bắc Kinh. Đường hầm có đường kính 4 m và có thể tạo ra tốc độ luồng không khí lên tới 10 km/giây, theo đánh giá cuối cùng được tiến hành vào ngày 30.5.2023.

Điều đó biến công trình JF-22 này trở thành đường hầm gió lớn nhất và nhanh nhất trên thế giới, có khả năng mô phỏng các điều kiện bay siêu thanh lên tới Mach 30 (36.751 km/h).

Viện Cơ học thuộc Viện Khoa học cho biết, đường hầm gió sẽ hỗ trợ nghiên cứu và phát triển hệ thống vận chuyển không gian và máy bay siêu thanh của Trung Quốc.

Để so sánh, đường hầm Mach 10 tại Trung tâm nghiên cứu Langley của NASA ở Mỹ - cơ sở thử nghiệm siêu thanh chính - có đường kính khu thử nghiệm gần 0,8 mét.

Khu thử nghiệm lớn hơn cho phép các nhà nghiên cứu đưa các mô hình máy bay lớn hơn hoặc thậm chí toàn bộ vũ khí vào đường hầm gió để thu được dữ liệu chuyến bay chính xác hơn. Hầu hết các tên lửa xuyên lục địa đều có đường kính dưới 4 mét.

Chính phủ Trung Quốc đặt mục tiêu phải hoàn thành và đưa vào hoạt động đường hầm JF-22 vào năm 2035.

Đến lúc đó, Trung Quốc kỳ vọng sẽ triển khai một phi đội máy bay siêu thanh có thể chở hàng nghìn hành khách vào vũ trụ mỗi năm hoặc đến bất kì đâu trên hành tinh trong vòng một giờ.

Để làm được điều đó, đòi hỏi những chiếc máy bay này phải có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ cực cao của chuyến bay siêu thanh. Bên cạnh đó, máy bay cũng cần phải duy trì quỹ đạo bay ổn định và môi trường an toàn, thoải mái cho hành khách.

Với tốc độ nhanh gấp năm lần âm thanh, các phân tử không khí xung quanh máy bay sẽ bị nén và nóng cao độ, dẫn đến hiện tượng được gọi là phân li các phân tử.

Các phân tử không khí vỡ ra thành các nguyên tử cấu thành của chúng, sau đó các nguyên tử này có thể phản ứng với nhau để tạo thành các chất hóa học mới.

Theo Viện Cơ học, hiểu được tính chất vật lí phức tạp liên quan đến hiện tượng phân li các phân tử là rất quan trọng để phát triển máy bay siêu thanh.

Nghiên cứu các hiện tượng trong môi trường phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng các cơ sở như đường hầm gió, các nhà khoa học có thể tìm hiểu cách các phương tiện siêu thanh tương tác với môi trường xung quanh và phát triển các công nghệ mới để cải thiện hiệu suất và độ an toàn của chúng.

Thử nghiệm đường hầm gió cũng có thể giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn hoặc lỗi thiết kế trước khi phương tiện thực sự được chế tạo và bay, giảm nguy cơ tai nạn.

Theo một số ước tính, mô phỏng điều kiện bay Mach 30 bên trong đường hầm gió lớn đòi hỏi lượng điện tương đương công suất của đập Tam Hiệp, điều bất khả thi trong thực tế. Vì vậy, giáo sư Professor Jiang Zonglin, nhà khoa học đứng đầu dự án JF-22, đã đưa ra một sáng kiến.

Để tạo ra luồng không khí tốc độ cao cho thử nghiệm siêu thanh, Giáo sư Jiang đã đề xuất một loại máy tạo sóng xung kích mới.

Trong các đường hầm gió siêu thanh truyền thống, luồng không khí được tạo ra bởi một quá trình gọi là "giãn nở", trong đó khí áp suất cao nhanh chóng được giải phóng vào buồng áp suất thấp, tạo ra luồng siêu thanh.

Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế khi tạo ra tốc độ và nhiệt độ cực cao - điều cần thiết trong thử nghiệm siêu thanh.

Động cơ sóng xung kích phản xạ của Jiang khắc phục hạn chế bằng cách sử dụng một chuỗi vụ nổ theo thời gian chính xác để sản sinh hàng loạt sóng xung kích phản xạ lẫn nhau và đồng quy ở một điểm. Chớp năng lượng cực mạnh thu được sẽ dùng để đẩy dòng khí trong đường hầm gió ở tốc độ siêu cao.

Tuy nhiên, do nguồn năng lượng sinh ra từ các vụ nổ thay vì hệ thống máy móc cố định, có thể điều chỉnh cường độ và thời gian của vụ nổ để tạo dòng khí đa dạng phục vụ thử nghiệm nhiều loại phương tiện hoặc vật liệu khác nhau.

Hiệp hội Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc cử 16 chuyên gia độc lập đánh giá JF-22 ở một số lĩnh vực quan trọng, bao gồm thời gian thử nghiệm hiệu quả, tổng nhiệt độ, tổng áp suất và dòng chảy vòi phun. Họ kết luận JF-22 đạt hiệu suất hàng đầu thế giới. Cùng với đường hầm JF-12, JF-22 trở thành cơ sở thử nghiệm duy nhất trên mặt đất đáp ứng mọi mặt của phương tiện cận không gian.

TH (Tuoitrethudo)

XE HAY TV