国際的にリード！国家の重兵器である超高速風洞「JF-22」が検収を通過した。専門家の解釈を見てみましょう！

少し前

北京懐柔科学城の建設

JF-22超高速風洞が合格

大きな懸念を引き起こした

この国産重機の性能指標

国際的にはどのレベルに達していますか?

どのような実験を行うのでしょうか?

それは音速の約30倍です！ジャーナリストがJF-22風洞を視察

北京懐柔科学城にある国家宇宙飛行高温空気力学重点実験室に入った記者は、ちょうど合格したばかりのJF-22極超音速衝撃波風洞を目にした。全長167メートルで、その性能指標は国際的にもトップクラスであり、航空宇宙往復システムや極超音速航空機の開発を強力にサポートします。

新世代航空機開発の拠点となるJF-22極超音速風洞は、高度40～90キロ、最高速度10キロ/秒（音速の約30倍）での飛行状態を再現できる。

中国科学院機械研究所の研究員であり、懐柔衝撃波風洞プロジェクトの責任者である江宗林氏は次のように述べている。

1. JF-22が吹き出す流れ場の直径は約2.5メートルです。一般的に海外で最大のものは直径1.5メートルで、より大型の航空機を収容することができます。

2. マッハ数が10の場合、JF-22は40ミリ秒に達することができ、これは国内外の同様の同等機の先進レベルよりも数倍高く、実験結果の精度も高くなっています。

3. JF-22は全温度、全圧が高く、高性能です。現在、世界中のどの風洞もこれに匹敵するものはありません。

風洞はどのように機能するのでしょうか?衝撃トンネルの特徴は何ですか?

JF-22 超高速風洞は、デトネーション駆動型超高速高エンタルピー衝撃風洞とも呼ばれます。名前からして高級感が漂いますね。航空機の発祥地である風洞はどのように機能するのでしょうか?衝撃波風洞の特徴は何ですか?どのような実験が行われるのでしょうか?専門家の解釈を聞いてみましょう↓↓↓

地球と空を往復する飛行技術を目指して、科学研究チームはまず研究を行った。

JF-22極超音速風洞の研究開発目標は、主に極超音速飛行技術の実験研究の問題を解決することです。プロジェクトが承認された後、科学研究チームはまず地球から空への往復飛行技術の研究を実施しました。中国科学院機械研究所の研究員で懐柔衝撃波風洞の現場管理者の韓桂来氏は次のように述べた。「現在、私たちは2段式または多段式の軌道ロケットを研究しています。ロケットは垂直に離着陸します。将来的には、このロケットを水平に離着陸させ、例えば30～40キロメートルの高度まで飛行させてから、2段目を放出し、さらに上方に飛行するというリレーモードを形成します。これを2段式または多段式軌道投入と呼びます。そのため、最近はこのような対応する分離方式の実験も準備しており、主に下段と上段の分離プロセスを調査しています。」

江宗林氏はまた、「風洞研究の面では、極超音速分離の概念を解決しました。実験の観点から、この問題を無事安全に解決しました。さらに、異なる飛行速度で分離を行う必要もあります。これらのデータがあれば、航空機の設計や飛行実験の実施が非常に容易になります」と紹介した。

JF-12とJF-22はすべての「飛行経路」実験機能をカバーしています

2012年に開発に成功したJF-12複製風洞は全長265メートルで、当時世界最大かつ最先端の衝撃波風洞となった。 JF-22超高速風洞も先日受入れが完了し、正式運用を開始しました。

JF-12再現風洞とJF-22極超音速風洞は、それぞれの分野で最大かつ最先端の衝撃波風洞であり、我が国は極超音速分野で「飛行経路」全体をカバーする実験能力を備えた唯一の国となっています。

JF-12再現風洞とJF-22超高速風洞は、それぞれ毎秒1.5～3キロメートル、毎秒3～10キロメートルの実験条件を実現でき、マッハ数5～25、飛行高度25～90キロメートルをカバーする空力実験プラットフォームを形成します。

蒋宗林氏は、風洞を利用して極超音速エンジンのテストを実施できることを紹介した。 「当研究室では、定常斜爆エンジンという新しいタイプのエンジンを提案しています。JF-12ではすでにマッハ7からマッハ9を達成しています。新しいエンジンは従来のエンジンより50％高い熱効率と安定した燃焼を実現しているようです。JF-22はマッハ9からマッハ16まで加速する予定です。このようなエンジンが完成すれば、我が国の航空宇宙技術の次のステップに大きく貢献すると思います。」

また、科学研究チームは衝撃波風洞実験プラットフォームを利用して、滑空機、地球宇宙往復機、多段軌道機などの研究も行い、国の極超音速科学技術分野における主要なニーズと重要な技術研究を支援し、貢献します。

中国は研究チームを結成し、異なるアプローチをとった。早くも2021年8月には、CCTVの軍事チャンネルでも当時建設中だったJF-22風洞を紹介した。 1950年代から1960年代にかけて、銭学森と郭永懐の戦略的な配置の下、中国科学院機械研究所はわが国初の極超音速衝撃波風洞科学研究チームを設立しました。チームは当時国際的に認められていた技術を放棄し、数十年にわたる技術研究を通じて、爆発駆動の理論的な革新を実現する新しい方法を発見しました。

1990 年代後半、衝撃波風洞プロジェクトリーダーの蒋宗林氏がチームを率いて、大規模なデトネーション駆動衝撃波風洞の研究を開始しました。

2012年にJF-12風洞の開発に成功しました。現在、JF-22風洞は検収を通過し、運用を開始しています。

風洞とは何ですか？

NASA の公式ウェブサイトには、風洞の現実的な定義が掲載されています。風洞とは、内部に空気が流れる大きな管のことです。簡単に言えば、風洞とは、航空機や物体の周囲のガスの流れや空中でのさまざまな複雑な飛行条件をシミュレートするために、人工的に気流を生成および制御するパイプ状の試験装置です。また、物体に対する気流の影響を測定したり、物理現象を観察することもできます。風洞は、空気力学テストを実施するために最も一般的に使用され、効果的なツールであり、現代の航空機、ミサイル、ロケットなどの研究、開発、成形、製造のための「グリーン チャネル」です。風洞は、地上に人工的に作成された「空」と見なすこともできます。風洞は、航空機、自動車、宇宙船、さらにはゴルフボールなど、周囲の空気の動きに関係するほぼすべての工学アプリケーションのテストによく使用されます。

▲風洞原理の簡略図

風洞は主に風洞本体、駆動システム、計測・制御システムで構成されています。各部品の形状は風洞の種類によって異なります。実験部分は主にモデルの測定と観察に使用されます。実験部の上流には安定化部とノズルがあります。安定化部の機能は、気流の直進性を向上させ、気流の乱れを減らすことであり、ノズルの機能は、気流を必要な速度まで加速することです。一般的に、実験部の下流には流速と残留速度の損失を減らすためのディフューザーがあり、また、風洞外または還流部の空気の流れを風洞入口に導くための排気部があります。

▲風洞の基本構造

（出典：中国中央ラジオテレビ、CCTV軍事、CCTV-13「共通の関心」、中国科学院の声、正知道、科学普及）