Una galleria del vento è una macchina che simula il flusso dell'aria attraverso gli oggetti, contribuendo a testare l'aerodinamica di innumerevoli velivoli e razzi.
Il sistema è costituito da un lungo e stretto tubo in cui l'aria viene introdotta tramite vari metodi, tra cui un potente ventilatore. All'interno del tubo si trova il modello o l'oggetto da testare.
Il flusso d'aria in ingresso verrà controllato per studiarne l'effetto sull'oggetto in diverse condizioni, come ad esempio la variazione della velocità del vento.
Le gallerie del vento furono sviluppate per la prima volta alla fine del XIX secolo e ora sono ampiamente utilizzate in molti settori industriali. Interesting Engineering ha stilato un elenco delle gallerie del vento più potenti oggi disponibili.
1. JF-22
Il JF-22 costruito presso l'Istituto di ingegneria meccanica dell'Accademia cinese delle scienze (IMCAS) nella parte settentrionale di Pechino è la galleria del vento ipersonica più potente al mondo. Il JF-22 ha un diametro di 4 m e può raggiungere velocità fino a Mach 30 (37.044 km/h o 10,3 km/s).
Il JF-22 sfrutta esplosioni temporizzate per produrre onde d'urto che si riflettono a vicenda e convergono in un punto all'interno del tubo, creando un flusso di gas ad alta velocità. Il JF-22 può fornire 15 gigawatt (GW) di potenza, pari al 70% della capacità della diga delle Tre Gole, la diga idroelettrica più grande del mondo.
2. JF-12
Il JF-12 è una galleria del vento a circuito aperto, che sfrutta le onde d'urto per creare condizioni di volo da Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 9 (11.174 km/h), ad altitudini comprese tra 25.000 e 50.000 metri.
Il JF-12 è stato costruito dall'Institute of Mechanical Engineering nell'ambito dell'IMCAS tra il 2008 e il 2012, svolgendo un ruolo importante nello sviluppo del velivolo planante ipersonico (HGV) DF-ZF della Cina.
3. Galleria del vento supersonica T-117 TsAGI
T-117 TsAGI è una grande galleria del vento supersonica costruita negli anni '70 presso l'Istituto centrale di idroaerodinamica di Mosca, in Russia.
Il sistema funziona secondo il principio dello spurgo: il gas ad alta pressione viene rilasciato rapidamente nell'area rimanente della galleria del vento per creare un flusso d'aria. Il flusso di gas viene riscaldato da due forni elettrici separati, che possono essere rimossi a seconda dell'esperimento.
Il T-117 TsAGI può generare velocità di prova da Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 10 (12.348 km/h) e simulare le alte temperature che i veicoli ipersonici incontrano durante il volo.
La modalità di volo ipersonico della navicella spaziale della Federazione è stata testata dal T-117 TsAGI nel 2018. Si tratta di un progetto dell'agenzia spaziale russa Roscosmos per sostituire la navicella spaziale Soyuz in varie missioni in orbita terrestre bassa e lunare.
4. Impianto di tunnel ipersonico (HTF)
L'Hypersonic Tunnel Facility (HTF) è specializzato nel testare sistemi di propulsione ipersonica aspirata su larga scala a velocità da Mach 5 (6.174 km/h) a Mach 7 (8.644 km/h), simulando altitudini reali (36.500 m). La struttura si trova presso il Neil Armstrong Test Facility della NASA, all'interno del Glenn Research Center di Sandusky, Ohio.
L'area di prova nell'HTF è regolabile da 3,05 m a 4,27 m. Lì, un forno a carica termica con nucleo di grafite può produrre aria artificiale priva di inquinamento in proporzioni reali riscaldando l'azoto gassoso e poi mescolandolo con ossigeno e azoto a temperatura ambiente. In base ai requisiti specifici della prova, la temperatura dell'aria artificiale viene controllata. A seconda delle condizioni operative, l'HTF può entrare in funzione ogni 5 minuti.
5. Galleria del vento a piano unitario (UPWT)
L'Unitary Plan (UPWT) si trova presso l'Ames Research Center della NASA a Moffet Field, in California. Il tunnel, completato nel 1955, è progettato per testare sia aerei convenzionali (commerciali e militari) sia veicoli spaziali.
L'UPWT è costituito da tre gallerie del vento a circuito chiuso: una galleria del vento subsonica (TWT) da 3,4 x 3,4 m, una galleria del vento supersonica da 2,7 x 2,1 m e una galleria del vento supersonica da 2,4 x 2,1 m. Queste gallerie del vento sono alimentate da quattro motori elettromagnetici a rotore avvolto da 65.000 cavalli vapore, funzionanti a 7.200 volt.
L'ultima galleria del vento può raggiungere velocità fino a Mach 3,5 (4.321 m).
L'UPWT ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo della flotta di aerei della Boeing, come il caccia F-111 e il bombardiere B-1 Lancer.
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