China beweert met de JF-22 hypersonische windtunnel ’s werelds krachtigste windtunnel te bezitten. Het doel van de tunnel die lucht tot 10 km/sec kan stuwen, is tweevoudig: zowel het onderzoek bevorderen van het ruimte transport systeem en ook de ontwikkeling van hypersonische luchtvaart
Na 5 jaar is eigenaar Institute of Mechanics klaar met de bouw van wat de meest krachtige -windtunnel op de planeet heet te zijn. In het bergachtige Huairou gedeelte van Beijing bevindt zich de windtunnel JF-22 die 4 m breed is qua diameter, 167 meter lang en luchtstroomsnelheden kan generen tot 10 km per seconde. Daartoe wordt wel een andere methode gebruikt dan de traditionele hypersonische windtunnels waarbij een luchtstroom wordt gegenereerd door een proces dat ‘expansie’ wordt genoemd, waarbij gas onder hoge druk snel wordt vrijgegeven in een kamer met lage druk.
Het nieuwe systeem dat ontworpen werd door prof Zhang Zonglin werkt met een nieuw type schokgolfgenerator genaamd, ‘reflected direct shock wave driver’. Die gereflecteerde schokgolfdriver gebruikt een reeks nauwkeurig getimede explosies om een reeks schokgolven te genereren die op elkaar reflecteren en op één punt samenkomen. De resulterende intense uitbarsting van energie wordt gebruikt om de luchtstroom in de windtunnel met extreem hoge snelheden aan te drijven.
Het doel van de testen is dubbel: vooreerst om de ontwikkeling van een ruimte-naar-aarde-shuttlesysteem te versnellen. ‘Als dit lukt, kan de installatie ook helpen de kosten van het lanceren van satellieten en ruimtevaartuigen met 90% te verlagen.’ Ten tweede zullen de testen ook dienen voor de ontwikkeling van hypersonische luchtvaart. Beijing hoopt tegen 2035 hypersonische vliegtuigen te ontwikkelen die op één uur tijd passagiers op elke plaats ter wereld kunnen vliegen.
Vergelijking
De Mach 10 tunnel bij de NASA Langley Research Centre heeft maar een diameter van 0,8 meter en een looptijd van 30 milliseconden terwijl dit bij de JF-22 tot 130 milliseconden kan aangehouden worden. De huidige Chinese sinds 2012 gebruikte JF-12 windtunnel kan vluchten simuleren tot Mach 7 terwijl met de JF-22 tot Mach 30 zou mogelijk zou zijn.
Door de verschijnselen in een laboratoriumomgeving te bestuderen met behulp van windtunnels kunnen onderzoekers leren hoe hypersonische voertuigen omgaan met hun omgeving. Zo kunnen ze nieuwe technologieën ontwikkelen om hun prestaties en veiligheid te verbeteren. Windtunneltesten kunnen eveneens helpen bij het identificeren van potentiële problemen of ontwerpfouten voordat een vliegtuig daadwerkelijk wordt gebouwd en mee gevlogen,. Daardoor wordt het risico op storingen of ongevallen verkleind. Hypersonische vliegtuigen moeten extreme hitte en druk weerstaan, want bij vijfmaal de snelheid van het geluid kunnen moleculen breken tot atomen die met elkaar reageren en nieuwe stoffen maken. Het begrijpen van de complexe fysica van stromingen die samenhangen met moleculaire dissociatie is volgens het Institute of Mechanics cruciaal voor de ontwikkeling van hypersonische vliegtuigen.
Bronnen SCMP, Asia Times
