Un túnel de viento es una máquina que simula el flujo de aire a través de objetos, ayudando a probar la aerodinámica de innumerables aviones y cohetes.
El sistema consiste en una tubería larga y estrecha por donde se introduce el aire mediante diversos métodos como un potente ventilador. Dentro del tubo se encuentra el modelo u objeto a probar.
Se controlará el flujo de aire entrante para estudiar su efecto sobre el objeto en diferentes condiciones, como el cambio de velocidad del viento.
Los túneles de viento se desarrollaron por primera vez a finales del siglo XIX y ahora se utilizan ampliamente en muchas industrias. Interesting Engineering ha compilado una lista de los túneles de viento más potentes disponibles en la actualidad.
1. JF-22
El JF-22, construido en el Instituto de Ingeniería Mecánica de la Academia de Ciencias de China (IMCAS) en el norte de Beijing, es el túnel de viento hipersónico más potente del mundo. El JF-22 tiene un diámetro de 4 m y puede alcanzar velocidades de hasta Mach 30 (37.044 km/h o 10,3 km/s).
El JF-22 utiliza explosiones cronometradas para producir ondas de choque que se reflejan entre sí y convergen en un punto dentro de la tubería para crear un flujo de gas de alta velocidad. El JF-22 puede proporcionar 15 gigavatios (GW) de energía, equivalente al 70% de la capacidad de la presa de las Tres Gargantas, la presa hidroeléctrica más grande del mundo.
2. JF-12
El JF-12 es un túnel de viento de circuito abierto que utiliza ondas de choque para crear condiciones de vuelo desde Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 9 (11.174 km/h), a altitudes de 25.000 m a 50.000 m.
El JF-12 fue construido por el Instituto de Ingeniería Mecánica bajo el mando de IMCAS entre 2008 y 2012, desempeñando un papel importante en el desarrollo del vehículo de planeo hipersónico (HGV) DF-ZF de China.
3. Túnel de viento supersónico T-117 TsAGI
El T-117 TsAGI es un gran túnel de viento supersónico construido en la década de 1970 en el Instituto Hidroaerodinámico Central de Moscú, Rusia.
El sistema funciona según el principio de purga: se libera rápidamente gas a alta presión en el área restante del túnel de viento para crear un flujo de aire. La corriente de gas se calienta mediante dos hornos eléctricos separados que pueden quitarse según el experimento.
El T-117 TsAGI puede generar velocidades de prueba desde Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 10 (12.348 km/h) y simular las altas temperaturas que encuentran los vehículos hipersónicos durante el vuelo.
El modo de vuelo hipersónico de la nave espacial de la Federación fue probado por el T-117 TsAGI en 2018. Se trata de un proyecto de la agencia espacial rusa Roscosmos para sustituir a la nave espacial Soyuz en diversas misiones en órbita baja terrestre y lunar.
4. Instalación de Túnel Hipersónico (HTF)
La Instalación de Túnel Hipersónico (HTF) se especializa en probar sistemas de propulsión aspirada hipersónica a gran escala a velocidades de Mach 5 (6,174 km/h) a Mach 7 (8,644 km/h), simulando altitudes del mundo real (36,500 m). La instalación está ubicada en el Centro de Pruebas Neil Armstrong de la NASA, dentro del Centro de Investigación Glenn en Sandusky, Ohio.
El área de prueba en el HTF es ajustable de 3,05 m a 4,27 m. Allí, un horno de carga térmica con núcleo de grafito puede producir aire artificial libre de contaminación en proporciones reales calentando gas nitrógeno y luego mezclándolo con oxígeno y nitrógeno a temperatura ambiente. De acuerdo con los requisitos específicos de la prueba, se controla la temperatura del aire artificial. Dependiendo de las condiciones de operación, el HTF puede funcionar cada 5 minutos.
5. Túnel de Viento de Planta Unitaria (UPWT)
El Plan Unitario (UPWT) está ubicado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California. El túnel, terminado en 1955, está diseñado para ayudar a probar tanto aviones convencionales (comerciales y militares) como naves espaciales.
UPWT consta de tres túneles de viento de circuito cerrado: un túnel de viento subsónico (TWT) de 3,4 x 3,4 m, un túnel de viento supersónico de 2,7 x 2,1 m y un túnel de viento supersónico de 2,4 x 2,1 m. Estos túneles de viento están alimentados por cuatro motores electromagnéticos de rotor bobinado de 65.000 caballos de fuerza que funcionan a 7.200 voltios.
El túnel de viento final puede alcanzar velocidades de hasta Mach 3,5 (4.321 m).
UPWT jugó un papel clave en el desarrollo de la flota de aviones de Boeing, como el caza F-111 y el bombardero B-1 Lancer.
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