Trung Quốc chính thức vận hành ‘đường hầm gió’ mạnh nhất hành tinh: Mô phỏng điều kiện bay siêu thanh hơn 36.000km/h, tham vọng đưa hàng nghìn du khách đến bất kỳ đâu chỉ trong vòng 1 tiếng

Theo tờ South China Morning Post, sau 5 năm xây dựng, đường hầm gió mạnh nhất thế giới của Trung Quốc đã đi vào hoạt động.

Nằm ở quận Hoài Nhu phía Bắc Bắc Kinh, đường hầm gió JF-22 có đường kính 4 mét và có thể tạo ra luồng khí với vận tốc lên tới 10 km/s, theo đánh giá cuối cùng được tiến hành ngày 30/5.

Điều này khiến nó trở thành đường hầm gió lớn và nhanh nhất thế giới, có khả năng mô phỏng các điều kiện bay siêu thanh tới tốc độ Mach 30 (36.751 km/h).

Được 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, theo thông báo gần đây của Viện Cơ khí.

Để so sánh, đường hầm Mach 10 (12.250 km/h) tại Trung tâm nghiên cứu Langley của NASA Mỹ - một cơ sở thử nghiệm siêu thanh lớn - có đường kính khoang thử nghiệm chỉ khoảng 0,8 mét.

Khoang thử nghiệm càng lớn càng tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu đưa những mô hình máy bay to vào đường hầm gió để thu được dữ liệu chuyến bay chính xác nhất.

JF-22 là một phần không thể thiếu trong các mục tiêu mà chính phủ Trung Quốc đề ra vào năm 2035. Đó là triển khai một phi đội máy bay siêu thanh có thể chở hàng nghìn hành khách vào vũ trụ mỗi năm, hoặc đến bất kỳ nơi nào trên hành tinh trong vòng một giờ.

Nhưng những chiếc máy bay như vậy phải chịu được nhiệt độ và áp suất cực cao của chuyến bay siêu thanh, đồng thời duy trì quỹ đạo ổn định cũng như môi trường an toàn và thoải mái cho hành khách.

Với tốc độ gấp 5 lần vận tốc âm thanh, các phân tử khí quanh máy bay sẽ bị nén lại và nóng lên, dẫn tới hiện tượng phân ly phân tử. Các phân tử khí vỡ ra thành những nguyên tử cấu thành, sau đó chúng có thể phản ứng với nhau để tạo thành chất hóa học mới.

Theo viện nghiên cứu, việc hiểu rõ tính chất vật lý phức tạp của dòng khí liên quan tới sự phân ly phân tử đóng vai trò quan trọng hàng đầu đối với sự phát triển của máy bay siêu thanh.

Bằng cách nghiên cứu các hiện tượng ở môi trường thí nghiệm như đường hầm gió, các nhà khoa học có thể khám phá cách phương tiện siêu thanh tương tác với môi trường xung quanh, đồng thời phát triển các công nghệ mới để cải thiện hiệu suất và độ an toàn.

Thử nghiệm trong đường hầm gió cũng có thể xác định các vấn đề tiềm ẩn hoặc lỗi thiết kế trước khi phương tiện được chế tạo và bay thử, từ đó giảm rủi ro thất bại hoặc tai nạn.

Theo một số ước tính, việc mô phỏng điều kiện chuyến bay Mach 30 bên trong đường hầm gió lớn đòi hỏi năng lượng tương đương công suất của đập Tam Hiệp - một điều khó có thể thực hiện trong thực tế.

Vì vậy, giáo sư Jiang Zonglin, nhà khoa học hàng đầu của dự án JF-22 đã đưa ra một giải pháp sáng tạo. Để tạo ra luồng khí tốc độ cao cần thiết cho thử nghiệm siêu thanh, Jiang đã đề xuất một loại máy tạo sóng xung kích mới gọi là “hệ thống điều khiển sóng xung kích trực tiếp phản xạ”.

Trong các đường hầm gió siêu thành truyền thống, luồng khí sinh ra từ quá trình giãn nở, trong đó khí gas áp suất cao nhanh chóng giải phóng vào buồng áp suất thấp, tạo ra luồng siêu thanh.

Tuy nhiên, phương pháp này có một số hạn chế khi tạo ra tốc độ và nhiệt độ cực cao. Còn hệ thống điều khiển sóng xung kích phản xạ của Jiang đã khắc phục những hạn chế này bằng cách sử dụng một chuỗi vụ nổ theo thời gian chính xác để tạo ra một loạt sóng xung kích phản xạ lẫn nhau và hội tụ ở một điểm.

Kết quả, sự bùng nổ năng lượng cực mạnh sẽ giúp điều khiển luồng khí trong đường hầm gió ở tốc độ cực cao. Theo Viện nghiên cứu, giải pháp trên mở đường cho nhiều thành tựu bằng cách giúp nghiên cứu về chuyến bay siêu thanh trở nên chính xác và hiệu quả hơn.

Một nhóm gồm 16 chuyên gia độc lập do Hiệp hội Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc chỉ định đã đánh giá JF-22 ở một số lĩnh vực chủ chốt, 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 cho các phương tiện bay gần không gian. Theo đội của Jiang, các cơ sở này có thể đưa Trung Quốc đi trước các đối thủ cạnh tranh nhiều năm.

Tham khảo SCMP