أقوى 5 أنفاق رياح في العالم

نفق الرياح هو آلة تحاكي تدفق الهواء عبر الأشياء، مما يساعد على اختبار الديناميكا الهوائية لعدد لا يحصى من الطائرات والصواريخ.

يتكون النظام من أنبوب طويل ضيق يتم إدخال الهواء إليه بواسطة طرق مختلفة مثل مروحة قوية. داخل الأنبوب يوجد النموذج أو الكائن المراد اختباره.

سيتم التحكم في تدفق الهواء الداخل لدراسة تأثيره على الجسم في ظل ظروف مختلفة مثل تغيير سرعة الرياح.

تم تطوير أنفاق الرياح لأول مرة في أواخر القرن التاسع عشر، وهي الآن تستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات. قامت شركة Interesting Engineering بتجميع قائمة تضم أقوى أنفاق الرياح المتاحة اليوم.

1. جيه إف-22

تعد طائرة JF-22 التي تم بناؤها في معهد الهندسة الميكانيكية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (IMCAS) في شمال بكين أقوى نفق رياح فرط صوتي في العالم. يبلغ قطر طائرة JF-22 4 أمتار ويمكنها الوصول إلى سرعات تصل إلى ماخ 30 (37044 كم/ساعة أو 10.3 كم/ثانية).

تستخدم طائرة JF-22 انفجارات مؤقتة لإنتاج موجات صدمة تعكس بعضها البعض وتتقارب عند نقطة داخل الأنبوب لإنشاء تدفق غاز عالي السرعة. يمكن لطائرة JF-22 توفير 15 جيجاوات (GW) من الطاقة، وهو ما يعادل 70% من سعة سد الخوانق الثلاثة، أكبر سد لتوليد الطاقة الكهرومائية في العالم.

2. جيه إف-12

JF-12 هي عبارة عن نفق رياح مفتوح الدائرة، يستخدم موجات الصدمة لخلق ظروف طيران من 5 ماخ (6174 كم/ساعة) إلى 9 ماخ (11174 كم/ساعة)، على ارتفاعات تتراوح من 25000 متر إلى 50000 متر.

تم بناء طائرة JF-12 من قبل معهد الهندسة الميكانيكية التابع لـ IMCAS في الفترة من 2008 إلى 2012، ولعبت دورًا مهمًا في تطوير مركبة الانزلاق الأسرع من الصوت DF-ZF (HGV) الصينية.

3. نفق الرياح الأسرع من الصوت T-117 TsAGI

T-117 TsAGI هو نفق رياح تفوق سرعة الصوت تم بناؤه في سبعينيات القرن العشرين في المعهد المركزي للهيدروديناميكية الهوائية في موسكو، روسيا.

يعمل النظام على مبدأ النفخ، حيث يتم إطلاق الغاز عالي الضغط بسرعة إلى المنطقة المتبقية في نفق الرياح لإنشاء تدفق هواء. يتم تسخين تيار الغاز بواسطة فرنين كهربائيين منفصلين يمكن إزالتهما اعتمادًا على التجربة.

يمكن لطائرة T-117 TsAGI توليد سرعات اختبار من 5 ماخ (6174 كم/ساعة) إلى 10 ماخ (12348 كم/ساعة) ومحاكاة درجات الحرارة المرتفعة التي تواجهها المركبات الأسرع من الصوت أثناء الطيران.

تم اختبار وضع الطيران الأسرع من الصوت للمركبة الفضائية Federation بواسطة T-117 TsAGI في عام 2018. هذا هو مشروع لوكالة الفضاء الروسية Roscosmos ليحل محل مركبة الفضاء Soyuz في مهام مختلفة في مدار أرضي منخفض ومدار قمري.

4. منشأة النفق الأسرع من الصوت (HTF)

يتخصص مرفق النفق الأسرع من الصوت (HTF) في اختبار أنظمة الدفع الأسرع من الصوت واسعة النطاق بسرعات تتراوح من 5 ماخ (6174 كم / ساعة) إلى 7 ماخ (8644 كم / ساعة)، ومحاكاة ارتفاعات العالم الحقيقي (36500 متر). يقع المرفق في منشأة اختبار نيل أرمسترونج التابعة لوكالة ناسا، داخل مركز جلين للأبحاث في سانداوسكي، أوهايو.

يمكن تعديل منطقة الاختبار في HTF من 3.05 م إلى 4.27 م. هناك، يمكن لفرن الشحن الحراري ذو النواة الجرافيتية أن ينتج هواءً اصطناعيًا خاليًا من التلوث بنسب حقيقية عن طريق تسخين غاز النيتروجين، ثم خلطه بالأكسجين والنيتروجين في درجة حرارة الغرفة. وفقًا للمتطلبات المحددة للاختبار، يتم التحكم في درجة حرارة الهواء الاصطناعي. اعتمادًا على ظروف التشغيل، يمكن لـ HTF العمل كل 5 دقائق.

5. نفق الرياح ذو الخطة الموحدة (UPWT)

يقع المشروع الموحد (UPWT) في مركز أبحاث Ames التابع لوكالة ناسا في موفيت فيلد، كاليفورنيا. تم الانتهاء من بناء النفق في عام 1955، وهو مصمم للمساعدة في اختبار الطائرات التقليدية (التجارية والعسكرية) والمركبات الفضائية.

يتكون UPWT من ثلاثة أنفاق رياح ذات دائرة مغلقة: نفق رياح دون سرعة الصوت (TWT) بمساحة 3.4 × 3.4 متر، ونفق رياح أسرع من الصوت بمساحة 2.7 × 2.1 متر، ونفق رياح أسرع من الصوت بمساحة 2.4 × 2.1 متر. وتعتمد أنفاق الرياح هذه على أربعة محركات كهرومغناطيسية ذات دوار ملفوف بقوة 65 ألف حصان تعمل بجهد 7200 فولت.

يمكن لنفق الرياح النهائي أن يصل إلى سرعات تصل إلى 3.5 ماخ (4321 متر).

لعبت UPWT دورًا رئيسيًا في تطوير أسطول طائرات بوينج مثل مقاتلة F-111 وقاذفة B-1 Lancer.