Terowong Angin Beraltitud Rendah Pertama di Dunia Dilancarkan di Guangdong

Foto menunjukkan fasiliti terowong angin beraltitud rendah pertama di dunia di daerah Longhua di Shenzhen, wilayah Guangdong selatan China. (Foto dari laman web kerajaan daerah Longhua, Shenzhen, Provinsi Guangdong selatan China)

Selama lebih dari satu abad, manusia telah mengejar impian penerbangan. Mengikut amalan tradisi, pesawat secara amnya beroperasi di stratosfera atau di kawasan terbuka, di mana keadaan aliran udara agak mudah. ​​Namun, dengan kebangkitan ekonomi altitud rendah, troposfera di bawah 1,000 meter di atas tanah dengan pantas menjadi arena utama untuk pengangkutan dan transformasi perindustrian masa depan.

Baru-baru ini, kemudahan terowong angin altitud rendah pertama di dunia telah siap dan dirasmikan di daerah Longhua di Shenzhen, Provinsi Guangdong di selatan China. Di dalam kemudahan canggih ini, 81 kipas berkuasa tinggi menghasilkan tiupan angin yang kuat sementara dron kuadcopter menjalani ujian yang ketat, bergegar di bawah keadaan angin tahap 8 simulasi. Data masa nyata daripada penderia beban disalurkan terus ke skrin pemantauan, menawarkan pandangan yang berharga.

Dibangunkan oleh Makmal Shensi Institut Pengajian Lanjutan Shenzhen, Universiti Sains dan Teknologi Elektronik China, kemudahan ini dipuji sebagai ‘medan ujian muktamad’ untuk pesawat beraltitud rendah.

Pesawat beraltitud rendah menghadapi cabaran kejuruteraan yang ketara berikutan keadaan persekitaran troposfera yang kompleks.

Yang Jun, ketua Makmal Shensi berkata bahawa, pesawat komersial biasanya beroperasi di stratosfera, sekitar 10,000 meter, di mana arah angin lebih seragam. Jelas beliau, sebaliknya, corak angin di troposfera sangat berubah-ubah, dengan cuaca perolakan yang teruk menjadikan penerbangan di bawah 1,000 meter sangat sukar.

Walaupun terdapatnya cabaran tersebut, troposfera adalah penting untuk aplikasi baru muncul, termasuk penghantaran logistik, tindak balas kecemasan dan pengangkutan bandar.

Industri penerbangan telah lama berpegang pada prinsip iaitu, ‘jika tiada terowong angin, maka tiadalah penerbangan’.

Sejak Wright bersaudara membina terowong angin pertama mereka pada 1901, terowong angin telah memainkan peranan penting dalam ujian penerbangan. Namun, daripada lebih 1,000 terowong angin di seluruh dunia, hanya sedikit sahaja yang mampu menyamai keadaan atmosfera dinamik dan kompleks persekitaran bandar altitud rendah.

Untuk menilai rintangan angin dan prestasi penerbangan pesawat altitud rendah dalam keadaan dunia sebenar yang bergelora, jurutera sering terpaksa bergantung pada mengejar ribut.

Untuk menangani jurang tersebut, Makmal Shensi membangunkan kemudahan terowong angin altitud rendah pertama di dunia yang mampu mensimulasikan keadaan angin bandar dengan tepat, termasuk angin jalanan-ngarai, kesan pulau haba, ricih angin dan letusan turun.

Secara tidak langsung, ia menyediakan sokongan saintifik untuk menentukan sempadan operasi yang selamat untuk pesawat altitud rendah.

Kemudahan ini terdiri daripada dua ruang iaitu ruang luar dengan diameter 18 meter dan ruang dalam berukuran 10 meter. Pesawat dengan lebar sayap sehingga empat meter boleh diuji untuk ciri-ciri aerodinamik, prestasi kawalan penerbangan dan keselamatan merentasi pelbagai senario termasuk berlepas dan mendarat menegak, pelayaran dan melayang.

Terowong angin mempunyai reka bentuk ‘matriks kipas’, menggabungkan tiga susunan kipas yang disusun dalam arah yang berbeza, bersama-sama dengan susunan aliran bawah. Ia boleh menjana kelajuan angin sehingga 60 meter sesaat, dengan masa tindak balas kurang daripada dua saat.

Di samping itu, kemudahan ini boleh mengawal suhu dan kelembapan serta mensimulasikan hujan, salji dan hujan batu, menawarkan pengeluaran semula secara komprehensif cuaca altitud rendah bandar untuk ujian keselamatan.

Sejak pelancarannya, terowong angin telah menyokong penyelidikan dan pembangunan pesawat altitud rendah kecil dan mikro untuk beberapa syarikat.

Melihat ke hadapan, penerbangan altitud rendah mempunyai potensi pembangunan yang besar.

Bayangkan sahaja situasi untuk menempah ‘penerbangan tersuai’ untuk bergerak sejauh 100 kilometer hanya dalam setengah jam pada kelajuan 200 hingga 300 kilometer sejam. Bayangkan pula perjalanan ulang-alik bukan dengan berjalan kaki ke jalan, tetapi dengan berlepas dari bumbung. Perjalanan bandar dari satu titik ke titik yang dahulunya dianggap sebagai bahan fiksyen sains, mungkin akan menjadi kenyataan tidak lama lagi.

“Ekonomi altitud rendah bukanlah tentang teknologi terpencil. Ia bergantung pada usaha yang diselaraskan oleh seluruh rantaian perindustrian,” kata Yang.

Dengan tiada piawaian global yang disatukan untuk penerbangan altitud rendah bandar, penyelidikan asal diperlukan untuk mewujudkan sistem saintifik dan perindustrian yang bebas, meletakkan China sebagai peneraju global dan penetap piawaian dalam bidang ini.

Kelak, Makmal Shensi merancang untuk membangunkan kemudahan simulasi alam sekitar altitud rendah yang lebih besar, dengan diameter ruang luar 65 meter dan diameter ruang dalam 45 meter. Kemudahan ini akan menyokong kajian, pengesahan dan pengujian untuk pesawat altitud rendah bersaiz sederhana dan besar, termasuk kawanan dron, dengan rentang sayap sehingga 17 meter. Setelah siap, ia akan melengkapi terowong angin sedia ada, membentuk ekosistem ujian lengkap untuk pembangunan pesawat altitud rendah.