세계에서 가장 강력한 5개의 풍동

풍동은 물체를 통과하는 공기의 흐름을 시뮬레이션하는 기계로, 수많은 항공기와 로켓의 공기 역학을 테스트하는 데 도움이 됩니다.

이 시스템은 강력한 팬 등 다양한 방법을 통해 공기가 유입되는 길고 좁은 파이프로 구성됩니다. 튜브 안에는 테스트할 모델이나 물체가 들어 있습니다.

다양한 조건(예: 풍속 변화)에서 물체에 미치는 영향을 연구하기 위해 유입되는 공기 흐름을 제어합니다.

풍동은 19세기 후반에 처음 개발되었으며, 현재는 다양한 산업에서 널리 사용되고 있습니다. Interesting Engineering에서는 오늘날 사용 가능한 가장 강력한 풍동 목록을 정리했습니다.

1. JF-22

중국과학원 기계공학연구소(IMCAS)에서 베이징 북부에 건설된 JF-22는 세계에서 가장 강력한 초음속 풍동입니다. JF-22의 직경은 4m이고 최대 속도는 마하 30(37,044km/h 또는 10.3km/s)에 달할 수 있습니다.

JF-22는 정해진 시간 내에 폭발을 일으켜 충격파를 생성하고, 이 충격파는 서로 반사되어 파이프 내부의 한 지점에서 모여 매우 빠른 속도의 가스 흐름을 생성합니다. JF-22는 세계 최대 수력 발전 댐인 싼샤댐 용량의 70%에 해당하는 15기가와트(GW)의 전력을 공급할 수 있습니다.

2. JF-12

JF-12는 개방형 회로 풍동으로, 충격파를 사용해 마하 5(6,174km/h)에서 마하 9(11,174km/h)의 비행 조건을 만들고 고도 25,000m에서 50,000m까지 비행할 수 있습니다.

JF-12는 2008~2012년 IMCAS 산하 기계공학 연구소에서 제작되었으며, 중국의 DF-ZF 초음속 활공체(HGV) 개발에 중요한 역할을 했습니다.

3. T-117 TsAGI 초음속 풍동

T-117 TsAGI는 1970년대 러시아 모스크바의 중앙수력공기역학연구소에 건설된 대형 초음속 풍동입니다.

이 시스템은 블로우다운 원리에 따라 작동하며, 고압 가스가 풍동의 나머지 영역으로 빠르게 방출되어 공기 흐름을 생성합니다. 가스 흐름은 실험에 따라 분리될 수 있는 두 개의 별도 전기로에 의해 가열됩니다.

T-117 TsAGI는 마하 5(6,174km/h)에서 마하 10(12,348km/h)까지의 시험 속도를 생성할 수 있으며, 초음속 비행체가 비행 중에 겪는 고온을 시뮬레이션할 수 있습니다.

연방 우주선의 초음속 비행 모드는 2018년 T-117 TsAGI에서 시험되었습니다. 이는 러시아 우주국 Roscosmos가 저지구와 달 궤도에서 다양한 임무를 수행하는 소유즈 우주선을 대체하기 위한 프로젝트입니다.

4. 초음속 터널 시설(HTF)

초음속 터널 시설(HTF)은 마하 5(6,174km/h)에서 마하 7(8,644km/h)의 속도에서 대규모 초음속 흡입 추진 시스템을 테스트하는 데 특화되어 있으며, 실제 고도(36,500m)를 시뮬레이션합니다. 이 시설은 오하이오주 샌더스키에 있는 글렌 연구 센터 내 NASA의 닐 암스트롱 시험 시설에 위치해 있습니다.

HTF의 테스트 영역은 3.05m에서 4.27m까지 조절 가능합니다. 흑연 코어 열 충전로는 질소 가스를 가열한 다음 실온에서 산소와 질소와 혼합하여 실제 비율로 오염 없는 인공 공기를 생산할 수 있습니다. 시험에 대한 구체적인 요구 사항에 따라 인공 공기의 온도가 제어됩니다. 작동 조건에 따라 HTF는 5분마다 작동할 수 있습니다.

5. 단일 평면 풍동(UPWT)

단일 계획(UPWT)은 캘리포니아주 모펫 필드에 있는 NASA 에임스 연구 센터에 위치해 있습니다. 1955년에 완공된 이 터널은 기존 항공기(상업용 및 군용)와 우주선을 시험하는 데 도움이 되도록 설계되었습니다.

UPWT는 3개의 폐쇄 회로 풍동으로 구성되어 있습니다. 3.4 x 3.4m 아음속 풍동(TWT), 2.7 x 2.1m 초음속 풍동, 2.4 x 2.1m 초음속 풍동입니다. 이 풍동은 7,200볼트에서 작동하는 65,000마력의 권선형 회전자 전자기 모터 4개로 구동됩니다.

최종 풍동은 최대 마하 3.5(4,321m)의 속도에 도달할 수 있습니다.

UPWT는 F-111 전투기와 B-1 랜서 폭격기 등 보잉 항공기 함대의 개발에 핵심적인 역할을 했습니다.