Naukowcy z południowo-zachodnich Chin twierdzą, że opracowali najbardziej zaawansowany na świecie system testowania zdolności samolotu do rozładowywania broni lub małego statku kosmicznego z ekstremalnie dużą prędkością, co pozwala przetestować prototyp bombowca hipersonicznego.
Od lat 60. XX wieku naukowcy wojskowi stosowali urządzenie znane jako system trajektorii na uwięzi (CTS) podczas testów w tunelu aerodynamicznym, aby zbadać zdolność bombowców i innych samolotów wojskowych do rozładunku ładunku.
Systemy zazwyczaj używają małego dźwigu do odsunięcia bomby lub pocisku od samolotu, aby odtworzyć rozdzielenie dwóch obiektów pod wpływem silnych prądów w tunelu aerodynamicznym.
Zespół kierowany przez Lin Jinzhou z Chińskiego Centrum Badawczo-Rozwojowego Aerodynamiki w prowincji Syczuan powiedział, że zbudował naddźwiękowy CTS, który wykorzystuje dwa roboty do trzymania i pochylania prototypowego samolotu i jego ładunku, co pozwala mu przechylać się, obracać i toczyć się prawie wszystkie kierunki.
W 2017 roku zespół Lin zbudował pierwszy na świecie CTS z możliwością działania w hipersonicznym tunelu aerodynamicznym przeciwko gorącym, superszybkim falom uderzeniowym.
Według artykułu opublikowanego w poniedziałek (19 września) w recenzowanym chińskim czasopiśmie Acta Aerodynamica Sinica, nowe urządzenie jest poważnym ulepszeniem ich wcześniejszego jednorękiego CTS.
Podczas eksperymentu w tunelu aerodynamicznym o szerokości jednego metra zmodernizowane urządzenie pozwoliło chińskim naukowcom symulować rozładunek ładunku z prędkością 6 machów – sześciokrotnie większą niż prędkość dźwięku – i uzyskać dane z niespotykaną dotąd szczegółowością i dokładnością.
Pracując razem, dwa ramiona robota mają 12 stopni swobody, czyli niezależne połączenia – dwa razy więcej niż w poprzednich eksperymentach.
Pozwala to naukowcom symulować niemal każde zjawisko, które może wystąpić podczas separacji.
Ten rozwój popycha Chiny do przodu w wyścigu naddźwiękowym, ponieważ podobne testy w tunelu aerodynamicznym przeprowadzane w innych krajach wymagały, aby jeden element – zwykle samolot – pozostał na miejscu.
Dodatkowo te inne testy zostały przeprowadzone przy prędkościach niższych niż Mach 5, podczas gdy lot naddźwiękowy przekracza Mach 5.
„Jak dotąd testy CTS dostępne w innych krajach obsługują tylko ruchy jednego ciała. W zakresie naddźwiękowym w ogóle nie ma doniesień o stosowaniu CTS” – powiedzieli Lin i jej koledzy.
Chiny opracowują dwuetapowy system transportu, który ma dotrzeć do dowolnego miejsca na świecie w ciągu zaledwie godziny.
System ma na celu wykorzystanie dużego naddźwiękowego samolotu do przenoszenia broni lub statku z pasażerami z bardzo dużą prędkością, a następnie uwolnienia ich na wysokości bliskiej kosmosie, aby mogli szybować z jednego kontynentu na drugi.
Ale oddzielenie samolotu od ładunku przy tak dużych prędkościach może być niebezpieczne, według Lin.
Kiedy naddźwiękowy samolot oddziela się od innego obiektu, duża prędkość i ciśnienie mogą skutkować falami uderzeniowymi, wirami i innymi wzorcami przepływu powietrza, które mogą zwiększyć ryzyko zderzenia samolotu z ładunkiem.
„To, czy magazyn można bezpiecznie oddzielić od samolotu, staje się dużym problemem” – powiedziała
Główna różnica między samolotem naddźwiękowym a międzykontynentalnym pociskiem balistycznym polega na tym, że samolot ma powrócić i wylądować na lotnisku po dokonaniu dostawy.
Ponieważ loty testowe są kosztowne, opracowanie samolotów naddźwiękowych wymaga wielu eksperymentów w tunelu aerodynamicznym, aby zapobiec wypadkom.
Umieszczenie pary mechanicznych ramion w tunelu naddźwiękowym nie jest łatwe. Platformy, jeśli nie są odpowiednio zaprojektowane i umieszczone, mogą zablokować tunel i zmniejszyć dokładność testu.
Wiatr o tak dużej prędkości może wywołać wstrząsy tak silne jak eksplozja. Ramiona robota musiały nie tylko wytrzymać powtarzające się wstrząsy przez prawie minutę, ale także utrzymywać błąd ruchu z dokładnością do milionowej części metra, czyli jednego mikrometra.
Według zespołu Lin te ekstremalne warunki stawiają wysokie wymagania precyzyjnym silnikom, przekładniom i systemowi sterowania CTS.
Podczas symulacji ruchy dwóch ramion robotów musiały być precyzyjnie skoordynowane w czasie i w oparciu o warunki lotu w czasie rzeczywistym.
bbabo.Net