中国が世界最強の極超音速風洞を完成

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5月30日に行われた最終評価によると、北京北部の山岳地帯懐柔地区に位置するJF-22風洞は直径4メートル（13フィート）で、最大毎秒10キロメートル（6.2マイル）の気流を生成できるという。

中国が世界最速の極超音速滑走路を完成画像1 — 北京に配備されているJF-22は、音速の30倍の速度で過酷な飛行条件をシミュレートできる。写真：サウスカロライナ州警察

施設の所有者である中国機械学会によると、この風洞はマッハ30までの極超音速飛行状態をシミュレートできる世界最大かつ最速の風洞だという。

同研究所は金曜日の声明で、この風洞は「中国の極超音速航空機および宇宙輸送システムの研究開発を支援する」と述べた。比較対象として、主要な極超音速試験施設である米国NASAラングレー研究所のマッハ10風洞の試験セクションの直径は約0.8メートルである。このより大きな試験セクションにより、研究者はより大型の航空機模型や、場合によっては機体全体を風洞内に投入し、より正確な飛行データを得ることができる。

JF-22は、中国政府が2035年までに達成を目指す目標の不可欠な要素です。北京は、その年までに、毎年数千人の乗客を宇宙へ、あるいは1時間以内に地球上のどこへでも運ぶことができる極超音速航空機群を配備したいと考えています。しかし、このような航空機は、極超音速飛行の極限の温度と圧力に耐え、安定した飛行軌道を維持し、乗客にとって安全で快適な環境を維持できなければなりません。

音速の5倍の速度に達すると、飛行機を取り囲む空気分子は圧縮され、加熱され始めます。その結果、分子解離と呼ばれる現象が発生します。空気分子は構成原子に分解され、それらが互いに反応して新たな化学物質を生成します。

同研究所によると、分子分離に関わる流れの複雑な物理を理解することは、極超音速航空機の開発に不可欠である。風洞などの施設を用いて実験室環境でこれらの現象を研究することで、研究者は極超音速機が周囲とどのように相互作用するかを理解し、性能と安全性を向上させるための新技術を開発することができる。

風洞試験は、航空機が実際に製造され飛行する前に潜在的な問題や設計上の欠陥を特定し、故障や事故のリスクを軽減するのにも役立ちます。ある推計によると、巨大な風洞内でマッハ30の飛行条件をシミュレートするには、三峡ダムと同量のエネルギーが必要になるとのことですが、これは到底不可能です。

JF-22プロジェクトの主任科学者である江宗林教授は、革新的な解決策を考案しました。極超音速試験に必要な高速気流を発生させるため、江教授は「直接反射衝撃波駆動装置」と呼ばれる新型衝撃波発生装置を提案しました。従来の極超音速風洞では、「膨張」と呼ばれるプロセスによって気流が生成されます。このプロセスでは、高圧ガスが低圧チャンバーに急速に放出され、極超音速流が生成されます。

しかし、この方法は超音波検査に必要な極めて高い速度と温度を発生させるには限界があります。Jiang氏の反射衝撃波駆動装置は、正確なタイミングで爆発を連続的に発生させることで、互いに反射して一点に収束する一連の衝撃波を発生させ、これらの限界を克服します。

結果として生じる強力なエネルギーバーストは、風洞内で超高速の気流を操作するために利用されます。研究所によると、この革新は極超音速飛行研究の精度と効率性を向上させることで、さらなる進歩への道を開くものです。

これらのデータを組み合わせることで、研究者は様々な材料や設計が様々な飛行条件下でどのように機能するかをより深く理解し、その情報を活用して極超音速兵器や航空機の性能と信頼性を向上させることができる。江氏のチームは、これらの施設によって中国は競合相手より何年も先を行く可能性があると述べた。

マイ・アン（SCMPによると）

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