إن الأنفاق الريحية الشخصية هي مرافق متخصصة تستخدم لتحفيز ظروف التدفق الجوي العالية السرعة، التي تتجاوز عادة ما تكون المادة 5، وهي أساسية لاختبار المركبات والمكونات الفضائية الجوية المصممة للعمل في بيئات شديدة الصمود، وهذه الأنفاق تمكن المهندسين من تحليل السلوك الهوائي، والآثار الحرارية، والأداء المادي في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

تصميم تونيلات الريح

وينطوي تصميم الأنفاق الريحية الفائقة الصرامة على إنشاء نظام قادر على إنتاج وتحمل تدفق جوي مرتفع السرعة، وتشمل العناصر الرئيسية نظام ضغط، وقسم اختبار، وقسم سائق، ويعجل نظام الضغط بالهواء إلى السرعة القصوى للسقف، بينما يتيح قسم الاختبار إجراء مراقبة تفصيلية لنماذج الاختبار.

ويجب أن تكون المواد المستخدمة في البناء متحملة للضغوط الحرارية والميكانيكية الشديدة، وبالإضافة إلى ذلك، يجب التحكم بعناية في التدفق لضمان التوحيد وقابلية تكرار ظروف الاختبار، كما أن التشخيصات المتقدمة، مثل التصوير بالشلل وأجهزة استشعار الضغط، تُدمج لقياسات دقيقة.

عمليات الاختبار والتقييم

وتشمل الاختبارات وضع نماذج في قسم الاختبار وإخضاعها لتحفيز التدفقات المفرطة الصوت، وتشمل البيانات التي يتم جمعها القوى الأيرودينامية، ومعدلات نقل الحرارة، وأنماط التدفق، ويكفل التقييم أن تكون ظروف الاختبار مكررة بدقة بيئات الطيران الفائقة السرعة في العالم الحقيقي.

وتُسترشد النتائج المستخلصة من اختبارات النفق الريحي في التعديلات المتعلقة بالتصميمات واختيار المواد، كما أنها تحقق من النماذج الحاسوبية المستخدمة في التنبؤ بأداء المركبات، وهذه العملية المتكررة تعزز السلامة والكفاءة بالنسبة للمركبات التي تعمل بالأشعة فوق البنفسجية.

التطبيقات والمهمات

إن الأنفاق الريحية ذات الطابع الشخصي حيوية لتطوير الجيل القادم من المركبات الفضائية والقذائف والطائرات ذات السرعة العالية، وهي تساعد على تحديد المسائل المحتملة المتصلة بالحماية الحرارية والاستقرار والسيطرة بسرعة عالية، كما أن الاختبار الدقيق يقلل من المخاطر ويعجل دورة التنمية.

  • التصديق على التصميم
  • اختبار المواد
  • تحليل التدفقات
  • تنبؤ الأداء