معمل اختبار تفوق سرعته سرعة الصوت في الولايات المتحدة يعيد إنشاء ظروف طيران تصل إلى 1400 درجة فهرنهايت لاختبار المحرك
قامت الولايات المتحدة مؤخرًا بتوسيع أحد مواقع اختبار الدفع الأكثر تقدمًا لديها لتسريع تطوير تقنيات تفوق سرعة الصوت والأسرع من الصوت دون تكلفة ومخاطر اختبارات الطيران واسعة النطاق. قام معهد أبحاث الجنوب الغربي (SwRI)، الواقع في سان أنطونيو، تكساس، بتحديث منشأة اختبار ملحق الطاقة العالية (HEAT) الخاصة به. بفضل قدراتها الجديدة، يمكن للمهندسين الآن محاكاة درجات الحرارة القصوى والضغوط وتدفق الهواء للطيران الأسرع من الصوت والفرط صوتي. قال SwRI إن الموقع يدعم حاليًا اختبار المحركات النفاثة النفاثة، والنفاثات النفاثة، وتوربينات الغاز الصغيرة، ودفاعات الصواريخ في بيئة معملية خاضعة للرقابة. يعالج هذا تحديًا رئيسيًا في تطوير المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت عن طريق اختبار أنظمة الدفع قبل الطيران. وأشار أوستن جونز، مهندس أبحاث وقائد المشروع في SwRI، إلى أن “الاختبار في الطيران الفعلي عالي السرعة أمر مكلف ومحفوف بالمخاطر، ولهذا السبب يعد اختبار المحاكاة الدقيق أمرًا مهمًا”. محاكاة ظروف الطيران تسافر المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بسرعة تصل إلى 5 ماخ (خمسة أضعاف سرعة الصوت، أو ما يقرب من 3806 ميل في الساعة عند مستوى سطح البحر). ويتعرضون لدرجات حرارة تزيد عن 1400 درجة فهرنهايت (760 درجة مئوية) أثناء العمل في هواء رقيق منخفض الضغط على ارتفاعات عالية. ولطالما شكلت إعادة خلق هذه الظروف على أرض الواقع تحديًا كبيرًا. يتطلب تدفق هواء مستقر وعالي السرعة وتحكمًا دقيقًا في الضغط ودرجة الحرارة. ونظرًا للترقية، يمكن لمنشأة HEAT الآن محاكاة هذه البيئات القاسية. قام معهد أبحاث الجنوب الغربي (SwRI) بتحسين منشأة اختبار ملحق الطاقة العالية (HEAT)، والتي تدعم اختبار احتراق توربينات الغاز. حقوق الصورة: بإذن من SwRI بالنسبة للمشروع، قام مهندسو SwRI بتركيب نظام قاذف يمكنه توليد ظروف الضغط المنخفض اللازمة لاختبار المحرك الواقعي. يعتمد النظام على الهواء عالي الضغط لإنتاج طائرة نفاثة سريعة الحركة تسحب الهواء المحيط عبر فوهة. وهذا يقلل من ضغط المصب ويخلق فراغا. وقال جونز: “إن محاكاة نظام عازل سكرامجت يتطلب تدفقًا ساخنًا جدًا أسرع من الصوت عبر قناة”. “ولتحقيق ذلك، أضفنا القاذف واستخدمنا نظام الهواء المنبع عالي الضغط والمسخن كهربائيًا.” إنه يحاكي بشكل وثيق الغلاف الجوي الذي يؤثر على أنظمة الدفع التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، والتي تعمل على ارتفاعات عالية. وتابع جونز: “يقوم القاذف بإنشاء فراغ في مجرى الهواء، مما يسمح بفارق كبير في الضغط عبر الفوهة لإنتاج تدفق أسرع من الصوت بدرجة حرارة عالية”. اختبار الطيران الخاضع للرقابة يمكن لمنشأة HEAT الآن إعادة تهيئة ظروف الارتفاعات العالية بضغوط منخفضة تصل إلى 2.5 رطل لكل بوصة مربعة (psi). وهذا يعني أنه يمكنه الآن دعم مجموعة واسعة من اختبارات الدفع الأسرع من الصوت. وأوضح جونز في بيان صحفي: “تسمح لنا قدرات المنشأة الجديدة بمحاكاة هذه الظروف القاسية في بيئة معملية مع السماح بإدخال التعديلات والتحسينات قبل إجراء الاختبارات في العالم الحقيقي”. يحتل المقر الرئيسي لشركة SwRI أكثر من 2.3 مليون قدم مربع على مساحة تزيد عن 1500 فدان في سان أنطونيو. مصدر الصورة: Courtesy of SwRI لقد أظهر فريق البحث بالفعل درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة فهرنهايت، بينما نجح في توليد ظروف عازلة سكرامجيت تعادل سرعات طيران تبلغ حوالي 4 ماخ. وقال SwRI إن المشروع لا يزال مستمرًا حيث يواصل المهندسون توسيع قدرات المنشأة لدعم الأبحاث المستقبلية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ويهدف المعهد إلى تقليل وقت التطوير، وخفض التكاليف، وتحسين أداء أنظمة الدفع المتقدمة عالية السرعة قبل أن تتقدم إلى عروض الطيران. وأضاف SwRI: “يدعم هذا العمل مشروعًا يسعى إلى معالجة فجوة حرجة في تطوير المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت”. تتيح الترقيات إجراء اختبار متحكم فيه للطائرات النفاثة النفاثة، والنفاثات النفاثة، وتوربينات الغاز الصغيرة، ودفاعات الصواريخ.
تم النشر: 2026-07-22 14:39:00
