风洞是干什么用的?
风洞是指风洞实验室,是一种人工产生和控制气流,模拟飞行器或实体周围气体流动,可以测量气流对实体的作用,观察物理现象的管道实验设备。它是空气动力学实验中最常用和最有效的工具之一。
风洞实验是飞机研制不可缺少的一部分。它不仅在航空航天工程的研发中发挥着重要作用,而且随着工业空气动力学的发展,在交通运输、建筑施工、风能利用等领域也不可或缺。用这种实验方法,流动条件容易控制。实验中常将模型或物体固定在风洞中反复吹风,通过测控仪器设备获取实验数据。
在风洞实验中,需要用支架将模型支撑在气流中。支架的存在对模型流场造成干扰,称为支架干扰。虽然可以通过实验方法校正支撑的影响,但是很难干净地校正它。最近正在开发一种叫做“磁悬浮模型”的技术。在试验段产生可控磁场,通过磁力使模型悬浮在气流中。
扩展数据实验原理
风洞一般称为风洞试验。简单来说,就是根据运动相对性原理,将飞行器的模型或物体固定在地面的人工环境中,人工制造的气流在其中流动,从而模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭研制生产的“绿色通道”。简单来说,风洞就是在地面上人为制造一个“天空”。至于为什么我们国家的风洞建在大山深处,是历史原因造成的。
在风洞试验中,当天平测得的模型气动力转换到气流坐标系时,会因为模型迎角测量的误差而引入模型气动力系数误差,这种误差在某些情况下可占总气动力系数误差的25%。因此,精确的攻角测量技术是获得高精度气动特性试验数据的基础。风洞试验数据精度的先进性指标要求模型的阻力系数误差在马赫数Ma在0.4 ~ 0.9范围内不超过0.0001,这就要求模型攻角的测量误差不超过0.01。
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