مروری بر جالب ترین برنامه های فراصوتی چین در زمینه هوا فضا

با توجه به اهمیت زمینه هوافضا در دنیای کنونی، در ادامه به مهم ترین دستاوردهای کشور چین در این زمینه می پردازیم؛ با گویا آی تی همراه باشید.

گویا آی تی – با توجه به اهمیت زمینه هوافضا در دنیای کنونی، در ادامه به مهم ترین دستاوردهای کشور چین در این زمینه می پردازیم؛ با گویا آی تی همراه باشید.
آینده PLAAF در سال ۲۰۳۰؟

این تصویر کامیپوتری منتشر شده در فضای مجازی در کشور چین، نشان می دهد که ظاهر یک هواپیمای نظامی فراصوت چگونه می تواند باشد؛ یک هوایپما با بدنه ساده، به طوری که کمترین مقاومت را در برابر عبور جریان هوا داشته باشد، و با یک ورودی بزرگ هوا در قست شکم، و بال های نسبتا کوچک. این هوایپما که در نزدیکی زمین ( ارتفاع ۱۲ تا ۶۰ مایلی) و با سرعتی بالا با عدد ماخ معادل ۱۰ (عدد ماخ نسبت سرعت یک شیء در سیال به نسبت سرعت صوت در همان سیال است)، یعنی حدود ۱۰ برابر سرعت صوت پرواز می کند، می تواند فاصله بین نیویورک و سان فرانسیسکو را در کمتر از ۳۰ دقیقه طی کند – و توانایی جا خالی دادن در برابر حملات هوایی را نیز دارد.
فناوری فراصوت، از پتانسیل ایجاد نوعی تحول در صنعت هوا فضای نظامی و مدنی برخوردار است، بنابراین تعجبی نیست که چین برنامه خود در این رابطه را به معرض نمایش گذاشته است.
در بیست یکمین مجمع بین المللی فضاپیماها و سیستم ها و فناوری های فراصوت در شیامن چین- که در آن جمعی از دانشمندان و مهندسان در زمینه مفاهیم و فناوری های فراصوت گرد هم آمده بودند – دانشمندان چینی، جزئیات اصلی مربوط به چند نوع جت مافوق صوت یا اسکرم جِت، هواپیماهای نزدیک سطح زمین و تونل های بادی فراصوت را که قرار است تحول عظیمی در صنعت هوا و فضا ایجاد کند، منتشر کردند.

اسکرم جت چین
تصویر فوق از اولین پرواز آزمایشی اسکرم جت در ماه دسامبر سال ۲۰۱۵، اولین تصویر خبری عمومی از برنامه جت مافوق صورت چین است که با سرعت ۷ برابر سرعت صوت (عدد ماخ ۷) انجام شده است.
ابتدا، باید کمی در مورد جت های مافوق صوت یا اسکرم جت ها صحبت کنیم. این جت ها دارای موتورهایی هستند که هوا را تنفس می کنند (مانند توربوفن ها و موتورهای پیستونی)، بنابراین، برای احتراق سوخت خود، نیازی به حمل منبعی از اکسیدکننده ها ندارند. همین موضوع باعث می شود که این جت ها سبک تر شده و نسبت به موشک هایی که به صورت پرتابه ای عمل می کنند، کارایی بیشتری خواهند داشت، و در عین حال، قدرت مانور در آن ها بیشتر است. اولین منبع تصویری عمومی از آزمایش یک جت مافوق صوت چینی، در دسامبر ۲۰۱۵ منتشر شد. این جت به ارتفاع ۳۰ کیلومتری (بیشتر از ۱۸ مایل) پرواز کرده، و به عدد ماخ ۷ رسید. موضوع جالب توجه در این رابطه آن است که، علی رغم اینکه در تست های اسکرم جت های آمریکا، معمولا پیش از شلیک تقویت کننده ها یا بوسترهای موشکی، پرتاب صورت می گیرد، اسکرم جت چینی، توسط یک پرتابه از روی زمین، تقویت شده است. اسکرم جت ها می توانند شکل های کارامد تر و آسان تری از پرتاب های فضایی و خطوط هوایی فراصوت را ممکن کنند، همانطور که می توان از آن ها برای جایگزینی موشک های کروز پر سرعت با موشک های بالستیک استفاده کرد.

TRRE
موتور رم‌جت/اسکرم‌جت تقویت شده با راکت به صورت توربو یا (TRRE) که از تقویت موشکی برای کمک به حالت پرواز سوپرسونیک و حتی هایپرسونیک استفاده می کند، می تواند اولین موتور سیکل ترکیبی دنیا باشد که قرار است در سال ۲۰۱۵ به پرواز درآمده، و راه را برای هواپیماهای نزدیک به فضا با سرعت هایپرسونیک (بسیار بیشتر از سرعت صوت) و پرتاب های فضایی تک مرحله ای هموار کند.
یک هواپیمای هایپرسونیک می تواند در ارتفاعات نزدیک به فضا، یعنی بین ۱۲ تا ۶۰ مایل پرواز کند، و این موضوع باعث می شود که قابلیت پرتاب شدن به مدارها را به کمک موشک ها داشته باشد، و یا می تواند در مأموریت های نظامی در نزدیکی فضا، یا جابه جایی مسافران نقش ایفا کند.
چنین هواپیمای سوپرسونیکی می تواند دنیا را ظرف مدت چند ساعت دور بزند، بدون اینکه در تیر رس نیروهای دفاعی هوایی متداول قرار داشته باشد. کشور چین، برنامه های متعددی برای تحقیق در مورد موتورهای سیکل ترکیبی هایپرسونیک دارد، که از یک مرحله توربوفن، برای پرواز زیر صوت، و یک مرحله رم‌جت برای انتقال به حالت های پرواز سوپر سونیک و حتی هایپرسونیک تشکیل می شود.
معتبرترین برنامه چین در این رابطه، سیکل ترکیبی رم‌جت/اسکرم‌جت تقویت شده با موشک به صورت توربو ( که معمولا به صورت خلاصه TRRE نوشته می شود) است که متعلق به موسسه تحقیقات ماشینی و قدرتی پکن است، و از راکت های یکپارچه برای تقویت عملکرد توربین و مراحل رم‌جت استفاده می کند و به این ترتیب انتقال حالت پرواز سوپرسونیک به هایپرسونیک با عدد ماخ ۱۰ را، ایمن تر و آسان تر می سازد. با آماده بودن اجزای اصلی مانند ورودی موتور، خنک کننده و سیستم احتراق، احتمالا آزمایش زمینی این هواپیماها در انتهای سال جاری آغاز خواهد شد. گزارش ها حاکی از یک برنامه برای ساخت یک سکوی آزمایش تمام مقیاس TRRE، برای آغاز پروازها تا سال ۲۰۲۵ است و قرار است اولین پرواز آزمایشی در سال ۲۰۳۰ انجام شود.

FD-21
FD-21، یک تونل بادی به طول ۵۵۶ فوت است که ساخت آن در سال ۲۰۱۶ توسط آکادمی علوم ایرودینامیک هوافضا چین به اتمام رسید، و قرار است امسال فعال شود. این تونل، به اندازه ای بزرگ است که برای آزمایش تمام مقیاس انواع مختلفی از هواپیماهای هایپرسونیک، مانند گلایدرها و اسکرم‌جت ها مناسب بوده و می تواند تا عدد ماخ ۱۰ تا ۱۵ را پوشش دهد.
پس از موارد فوق، تونل های بادی هایپرسونیک قرار می گیرند. بزرگترین تونل بادی هایپرسونیک، با عنوان JF-12 در چین قرار دارد، و قرار است تونل های بزرگتری نیز در این کشور ساخته شود.تونل هایپرسونیک Fd-21 به طول ۵۵۶ فوت، امکان دستیابی به سرعت هایی بین ۱۰ تا ۱۵ برابر سرعت صوت وجود خواهد داشت، که از محدوده عدد ماخ ۵- ۹ در تونل JF-12 بسیار بیشتر است. کاملا مشخص است که چین، قصد ندارد تحقیقاتی هوایی خود را به بازه کنونی از سرعت های مافوق صوت، محدود کند.
آینده چگونه خواهد بود؟
اسکرم‌جت های چینی، به عنوان بخشی از موتورهای سیکل ترکیبی، می توانند چین را به موفقیت پرواز هواپیماها با سرعت ۶ ماخ برسانند؛ و این هواپیما که در تصویر کامپیوتری فوق مشخص است، می تواند با سرعت ها و در ارتفاعاتی که در تیررس نیروهای دفاعی هوایی مدرن نیست، دور دنیا را در کمتر از مدت سه ساعت، بپیماید. احتمال اینکه به دلایل علمی و با توجه به قوانین فیزیک، هواپیماهای هایپرسونیک مانند مدل آمریکایی SR-72 با نمونه های چینی آن شباهت داشته باشد، بسیار زیاد است (همانطور که بیشتر زیردریایی های جنگی مدرن، بدنه مشابهی دارند).