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风洞:“吹”出来的大气环境模拟器

时间:2023-09-24 来源:手钳冷接机

  近来,航空工业气动院在FL-10风洞(8m低速风洞)开口试验段圆满完成了我国首期涡桨飞机全机带动力气动噪声风洞试验,填补了国内该项技能空白。

  飞机、火箭、卫星、导弹在飞天前都曾经过风洞的“洗礼”,风洞究竟是个什么“洞”?

  流体力学方面的风洞,即风洞试验室,是以人工的方法发生而且操控气流,用来模拟在列车、飞行器等运动物体或停止修建物等实体周围气体的活动状况,并可丈量气流对实体的作用作用以及调查物理现象的一种管道状试验设备。它是进行空气动力试验最常用、最有用的东西之一。

  简略地说,风洞就是在地上上人为发明的一个缩小版的大气环境。那么,风洞为何而存在?

  历史上,因飞行器或修建的规划不合理而引发事端,导致非常严峻经济损失和人员伤亡的事例不在少数。要想取得杰出空气动力学特性,就需要饱尝住或许遇到的各种杂乱的风的应战。可杂乱的风不是随时能遇见,且用什物试验危险大、本钱高。因而,可人为“吹风”的风洞和风洞中缩小版的什物模型就这样诞生了。

  同为风洞,品种非常之多。按试验段气流速度与音速巨细的比值来区别,可大致分为低速风洞、亚音速风洞、跨音速风洞、超音速风洞及高超音速风洞;依照风洞内气流活动方法可分为沉默回流式风洞和开口直流式风洞;按风洞试验段的结构可分为封闭式风洞和敞开式风洞;按风洞的功能及专门服务的试验目标可分为航空风洞、列车风洞、修建风洞、环境风洞、轿车风洞等。

  尽管风洞形形色色,结构各异,但整体而言,风洞主要由洞体、驱动体系和丈量操控办理体系组成。驱动体系是风的“制造者”,风吹入洞体,吹过试验物,传感器将风和物体的相互作用状况反馈给丈量操控办理体系,便可得到气流参数,观测活动现象和状况,测定作用在模型上的气动力等。

  作为气体流量、速度、强度、物体空气动力学参数等各方面检测的必要手法,现在风洞试验的用处非常遍及。一种原因是针对在大气环境中运动的物体的研讨,如航空航天范畴的飞行器、返回式卫星、载人飞船,以及地上的高速列车、轿车等产品的外形优化规划。另一方面是风环境下停止修建物的研讨规划,如对大跨度柔性桥梁、超高层修建等风环境下结构强度和动力学特性的研讨。据悉,经过运用高科技的风洞试验测算,上海中心大厦柔软的概括和改变120度的外形减少了风对修建形成的摇晃,这样的规划比相同体量矩形修建的风阻减少了24%。