口r f 7 l
I7卷 I期
20o{~j} j,】
【 研 究 与 实 验
^1 ,I)YN^Mit:IU SI ^ RCl I& EXI1ERIMENT
Vo1.I7.No 1
MaL-2(X耵
/一
风洞试验现状与发展
傀亚琴
(中国空气动力研究与发展 中· ) 2 j/、7
摘 要 本t介绍了1 外斑Lilt家在风涧试验技术进几年的新生展.并找出IA
内曲置距.挺.j.了 缸左距曲迮谊.
关键词 闺,卜, 洞 试验技术
1 风洞试验的作用、发展及局限性
埘 ¨ 改汁求|兑, 涮 骑设钎· 冉 定~l-n',j地位,没有_。定 模的风涧泣
箭址7 让进} { 器改”旧 仅有lxlil~l改箭, 址较人没缶,还足 衄多的,必
钡也这些眦洲没胬订 行器设计要求 I通 的{=lI:验能力。这是一条成功的经验.
J:竞争们 行 发腱i}{快,外形多娈.f酊儿 E仔攻舶使fH范瑚扩_夫剑 r
_凡攻 ,虹衙要lxl~14试{5盘提供飞行器设计川的敬据库,硬验证计算疗法的精确试
验,这 也Il:址至今 嗣设特及试验技术还 不断发碰的重婴鲧I目.奖嘲 为保持枉
lll: 航空航‘天钡域们领先地位,骨多次对 jfriI 箭及试验能力计:企I『Ii调研,在此恭
础 I m新干1 发腱 涮试验n勺规划 如 I 年代美闰 葛 阿诺法工程发展中心
(AEDC) 制舯的建进 (包 I6英 n 跨翘声述Jj【l例 ), L卜{F代NASA !利
f究中心 2.5 l水低濉 : 讲数蹄 述 洲的建进,阿姆斯 f究中心帅 x J2IJ英J 低
j 1 改造等 . 儿 f ,笼I 政府义封【纵 r 屿部f J, 队中的擘家学嚣,
义埘 吲n M洲投i=JI=验能JJf1 J 个个 的嗣 研究,也 行器绽腱及IIr场
篮,摊ll’m嗣酞验必铆 献验能山, 腧效牢及 r喻l正奉 IffI有人们改善,才能保
特2 £¨ 航夺航疋 Jf IU 的钡 地位,从Iffj进 ·步挫flf r要.I_I=f建 ‘庵 lI英尺
I5.5_萸 增腿连续J℃路 述 州l嗣I 2O英 x 24英 增fIi低逑风洞的_坚求 托试
验能力_,J’l『fI,岜“J K址帕进步,)al L卜{ 就 脚 _r风洞试验 计算机 体
化米挺 州试验的效率和质 ,L l’ 代外嫡晌绽础机与机『奉一体化试验研究,
捉尚 } 0E地Ⅲ颅测 砷艘,和I改泞 乜} 器性能作flI rm婴的贡献.此外,IJl:
接触测鼙技术的广为 川,为分斩 验 ,探时fJ;c动机腓、改替飞行器性能干¨验
ill }I‘ :,J{出锭扔 J 的f1 ¨I.
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风洞试验觋状与发艉 第 l期
风洞的试验能力包括能模拟的参数范尉的大小和多少.模型几何外形及绕流模
拟的准确性,风洞能试验的种类,测量结果的精确度,对试验结果进行
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
的难易,
试验成本和效率的高低等。航空航天事业发达的国家的风洞试验能力近几年来有了
很大的发展,总的说来风洞试验向模拟真实化、测量精细化 试验自动高效化 试
验内容动态化及i J 机风洞一体化方面迈出了很大的一步
众所周知,lxt,il~试验比起真实 行试验有兰大固有的局限性,一是风洞洞壁的
I,扰,::足代表伸f性 与粘性力之比的模拟参数雷诺数与飞行时差得银太,三是存在
符支架干扰 这些揶是大夫影响风洞试马}c精确度的犬障碍,减少前两者田素影响的
七要办法就是建造火的 增压和J或低温风洞,因为大风洞可使模型相应造大些,从
lili-q。使儿何外形模拟准确性有所提商,雷诺数相应也可增加些,另外在大风洞内进
【密度小1:fI 36%的风洲模 试验,涮蚺 f:扰影响也可忽罔耔 。琊么在有大风涧
I1;』挺下如1l_l『减少或 疃 型上 f就成为 一 度 的 ’个珂:节_r, 此多
米, 这 ,J。 n 州 究冉{}{人们发艟
2 支架干扰研究
般常规支撑多川尾支杆,它或多或少掣改变飞行器飓部的流动.对于船尾飞
行器还 放大模删』 部进行 部支撑,这使模型儿何外形模拟失真。利用腔式叶片
支撑和背部支撑对 毪行器模型气动特性掷会有 扰,这些支撑方法都将影响试验测
褂nq模型的力、力矩和底部 力等精确懂.为了修正支架干扰,还需用虚支架,使
.蝙次数成1 增)】ll,i~YJ:L修正 也址 人 确们.为消除风涮试验支架干扰,研究
r磁悬挂天 系统,这是一。种既能划掌X无支 1 扰的好方法,还能用它扩大风洞
i=JI:验种类,如可刚术进打航灭器脱离 } 下台的 验.但【 今凶经赀和技术上的娘
I列还没有侄生 :型风f『『}l中应『4j。尾支朴划掌方式对于模型大攻角状态的试验结果的
影唰足很大的,卅’能 所测甜同 级,而II影响方向,但商机动性飞机导弹设计研
制必;!;i进行火攻们状态的 。螳气动朴‘ 预测,而{1 EI前尚有困难,因此一定嚣解
决奸大攻们试验的支 I:扰问题 列 俄 斯等利 ‘种张绒支撑 (见图 1),山
1:张线{f{细,模一 圮之撑装 人人减少 lr支架 I 扰 利川张线 戈撙也l 进
} 脚抓歧 制 .蝓.傲 搬 .峨lIJ。,‘K线址 的,通 模拟 钉器 } 中的搬
劫。
随箝对下 叶 披 }.机.导掸的机础能 J羊¨控制力 求nq挺高,发动机推力转向
披术将r。为 川,!IlII必须在这些 1毛秆{{;{改⋯对,进行摊力转向时的飞行器性能的预
测试验,并瓤测推力转『nJ n 散能, 般 这 柑器发动机尾喷管桠尾部时,进行
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doublezh
高亮
第 l期 风删试验成状 j班展
推力转向试验使用皑支杆支撑是不行的,冈此使用了璇尖之撑,见图2,这种支撑
可川于 种方式的推 力转向方察研究.
圈 l Fi~ er model on eeb]e mollnl m l
模型周瑚空州流场的测量和 永
对分析飞行;}}}的性能,探汁流动机理
午¨验 ¨算方法有· 篮意义 曲:多
测罐技术郑用到移洲架,如用 5孔或
7孔探针测量樱删附近n }jjc场.移测
架放 模删的后 , 际 l:对模J 流
场也足有 I 扰帕 ,忭 i越几 I 扰越人,
彩l们fj}c场测 特确度 城少 I。扰.近
I9_戈 波青公刊 } r 一种 打移测
裂,它 是安装在风删底板 , 址
圈 2 IIE亘 dj| T啪 /阳 E晒:I
Model[n,et~ onin AEDc 161"W 砌 Tunnel
I割 2
奠装 风洞试验段的火花板 ,利川Ij妙设计使移测架本身 :qOl。力抵销 一部分重
fI‘从 简化_r移测架的结掏和一『r ,Jl~h[I B自动 快逃地移动,于是大火减少
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4 风删泼骢现状 发舰 第 l蜥
r之架 I·扰稿ll 风n 洲i.,并町按街 实时的找舵所需的位 。现住波膏公讯 与
饿 斯 TsAGI合作,准 跨声述风洲中使川。
3 风洞动态试验
祉肚l涮试验动态化 面,山f大攻m时飞行器的气动力特性是非线性,非定常
相 :对称的,井有迟滞效应,这屿特tI 与飞行器运动惯性耦台、往往会出现一·峰有
行 安全和影响飞机、导弹m斗散能的 -蝗 行偏离现象,如抖振、上仰、{舒}
滚. 下 乖l 边,JE旋等,I圈此 飞行器设计或改型时, ‘定婴对这 现象有纂本
确n0觑测,址Iflf研究 · 改*火攻m特性的 ·蝗 施, 此,动态试验址必 可
少n 川旋转走’ 逊{r人歧m测 J ,米觚删 行器的火蚀/I 旋特性.近来旋
转人-J 验 发腱训逃}
测 r情,这时改孵人攻
m L础特 !研究 I1:.j ’肖利
汁讳机I刳像技术川米 J J
力脉动箍攻『『J.f}!lI卅m
干¨旋转迷术的变化 . 川
的址电 扫 舯K T々感系
统.允 :以每秒 2【)¨I1次的
呆+ 率 IOil()个 扎
I:聚样。川滚捌机构,
} } 的滚 验,并 I 3
}究滚摆产生旧机 I1相I抑捌滚 旧 特也 』I:腊.进竹滚 和动导数试验,自 好婕
川 L轴7R点摊系统,这样 为 确 町从顾, n勺m扣l进度撒断 J模 的力矩,这
,J lflj荚峭I 浊 r 发帷L卜心等- 1t ☆所 } (她 3).
圈 4 ]Leee~ h Ⅲu ∞ free—Io。 h apparotu。
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风涮 验现状与发艉
1Il于当f℃一 f,器的 汁趋协足使.『I】机 鸭 和丸J 掏 或 ’般有商度松
【 的1j》车、定性.⋯此计 f 器稠滚现象极为关注。删滚址绕 ’ } 器俯仲轴自动旋
r 一种 ,它是观⋯滞 柏毁坏性必控现象,冈此 飞} 器设计是要谒力预防
的 为锄㈠. it器掏 对这种删滚运动的影1日,以及评价 设计好的飞行器对这种
删滚现象的敏感性,必钡翻造动态鲔J 模型米进行删滚试验,图 4为研究惯性矩、
重心他 平If 谜影响的 NASA 兰利研究中心 20英尺立式风洞中进行的翻滚试
骑
4 风洞试验的自动化
M涧试验的 动化,尚’先 jf】在试验数据l删量 采集 处理、 示、打印自动
化及风删试验参数拄制 础化力’丽 盘¨ NASA兰利研究中心的基础性研究风嗣,使
川 r -种高J耍架成的全部 动化的数*:来 和l控制系统 (DlACS),它山 r个雌视
相l控制所有测试仪器的 -个讣弹机系统纰成,这 测试仪器包括兰元探头移测架系
统,电子扫椭 力乐统.--i分 热线仪、 分 激光测逮仆等.这个风洞 要用于
汁":^ 浊帕验 , 他伽进¨讳 L动力学的发艘.此外,fI动化 牛婴的体现
模, 操纵 偏转呐 I’I 曲化 I .这 ‘般 世 装 模J 内n 湫 {¨乐统允成 这种I I劬
化人人 竹J 人 I‘换批, n f:作 午fll I J, 舟 J f『r4 .嗡的,效术 现代的 匕f
, 特删越 帆.战术 掸, 众多的橼纵 , -架 机 盯多逃 I4个,II}J,HI j:
b行瓷态,n,建成 变化,/.~lYlJ人 l 缺擞纵l『If术改变偏转舶,州] 作量和时 花
贤址{K多f内.
5 风洞测试技术的发展
胤删试验的 ,效 除J互映 动化外,还 现 测力测压的一体化上,叩叮明
州 。模蚋同时进打,为拨褂飞f 器世讣所 n f {}{{载柑分布,或进行改善气动特
帕分析 或进行讣博订法龄 、挪镒要进行_删七爨J Ii 分狐的试验.过去郝秕横
”孔.JtJil JJlf一排脚逊},洲 教槲来 ,I 此 稿 I。]制造测 模 ,这种模
)锂 能f{j r测力酞r虢,f『ij 外扎似 干¨数 也仃较人舯限制 啦漆的小现 F创
【洞i=d:验的燃税碑 一一『l苷测力酞验和测 试r靛川州 ·模J 1 进行. 省 r制造
个洲ni模型的儿 }。山’置此的J 奉,卫竹t· J 删 骢的畋风llIf问 夫人节行 r捌
研删的膻奉,井鳝i l,圳 l⋯ 【J{J 被沫n勺删“三数批:址人范fIjl,连续和快进的 ,
; ’结构 『{{制..此,J’ 1 j :处 验I L流述墟低 J:200英J ,秒 寸¨,跌
拨人, II: 改逊. F-I 』 中,川 L^ 法进} 』,ill7种构J(!!耵l状卷下的
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风利 验剐状 粒腠 第 1期
测 力测压试验。
这种光学测J:l,~/J法址 一种化合物受 ‘合通『内光源激嘞时会放射出光 (荧光 )
这种现架为纂础的,这放甜光的强度与氧的压力成反比,并有比激嘞光更长的波
l乇。 疗法址将 -种轼件火 (o xygen qucnchcd)荧光化食物与辄可渗透的南 t{j
村科瓣合,制造成 峨感漆 (PSP),将这漆涂到模 嵌『I=I『⋯h 刚一合适的光源
米激励,通过⋯滤光精,滤掉除漆放出的光以外的光,川一商分辨率的视频照相机
眦察模型,模型 I:的压力就町根据发光的强度校测{_l1.由于i糸的漆层非常薄和均
匀,不影响洲力,闳此可同时进行测力.
6 计算机与风洞试验的结合
计葬机的发展促进 _r计算流体动山学的发腮,计算流休力学与厦【洞试验的结
合,大大挺高了风洞试验的质量和散fI].计喜{=流体力学在风嗣试验前,nE进行多种
i=II:验掏
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
的筛选工作,帮助选择所川仪惴设其鬣程,校验模型连接强度,试验
中利刚|1‘ 结 安I时 舒风涮试虢的 效性, 并及时决定补充或除 去一垮试验项
圈S
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1期 风洞试验现状与发展 7
目,试验后能及时修正风洞试验数据,如洞壁干扰 支架影响 进排气影响、气动
弹性及雷诺叛影响修正等,井很快地供设计单位使用 (见图5),这大大提高了设
计数据的准确性,减少r飞行设计的保守性和风险度,并缩短了设计过程.
近几年来国外i五.H=1计算机、计算流体力学建立用于风洞试验的集成知识系统.
众所周知,为完成 同的复杂的试验。需要大批专业知识面宽 经验丰富的工程师,
但若有了这种钿l识集成系统,对节省工作人员,培养年轻的风洞试验接班人都是非
常有利的.美国
书
关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf
航局阿姆嘶研究中心建成了这种风洞试验集成知识系统,也叫项
fl I: 师的智能助 r (PEIA ),在该研究中心七个跨超声建风嗣中得到了应用.
i袅系坑将有芙文什,数卅 . 代码 及有关专家)Ji5 搜架到晌知议汇集到一个
浓搿;的翘媒怵f{:境中 使川的址『Ij场 l二能买到的软件.PEIA迁址 个幞块化系统,
ill 能川 接 ¨ L个模块 干¨ ·个架I戍] 乜虮成 这七个模块是:项目工程师帕
_l_If【日捡查表;模型 寸:应变测山天、I :模型支撑和应力检查;边羿层固定转捩方
法;仪器仪表库存鼙:数据分析及故障处翻 .使用这种模块化结构,使该系统的维
和砸新非常容勃。贸践.¨1 J 这个系统 提高工作人员工作效率、增加风嗣试验
, 培训人员方而有显着的优点。
7 非接触测试技术的应用
为_r便于对试验绪粜进行分析 研究 屯行器气动特性的改善,试验结果的可视
化址十分重要的 为此 I乇划以米, 础-I:作者f1;了很多努力,现已从定性走到定
阶段,它包括河【场的测鼙、数拊处刊 和I 示。先进的测试蝇察技术应是无干扰的
I;接触测量技术。 I 算机处理 I结合的光学测量可满足这些方面的要求.目前国
外风洞一般郝配备冉光学测量系统,吐 NASA怕,阿埘斯曰}究中心 80 x 120英尺
帕低速仝尺寸风{嘲 例外。在曲翘声迷范川,抛测技术砸址胤}例试验的关键之关
键 现已J 泛使JIJ I 光学测 披术。盟¨红外成像技 术,它址利川 【外线J嗽 1机米探
楼 雀 黼皮的 竖化,从 ,ff~llfj}c场的变化。其探测范Ⅲ址个If『i旧,测 快,性
川 ,尼污染,常川米测 柱IIIi甜搜 I边 J 转捩,也能川 J:非定常流场测键。
rl 1967年红外I戍像泞次阚1:风制j=lI:.喻 求 对荚I 航 航凡的研制作出 r甭大的
贡献. 匕1 年代主要『j1于高超声范 爿¨,雎突fJ_;的功效足月H:荚国航天飞机边界层转
_揿搜热传导系数的榆测 虽然测 状态{[{苛刻,比如时闸短 商压、高温及振动环
境等, 麻广为应『lj光速测鬣。近 r’为成J_i)的光学测 技术赊阴影法、纹彩仪外,
冉 利救射、拉曼敞射 桕 r厦斯托兜_f昕批避黻射 电子求荧光,激光诱导荧光,
潋光多谱勒测速,激光转动风向测定仪,粒千成象测逮,数字成象测速,钠扫描线
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风{同试验现状 0趁 l姗
反转,光 吸收,激jt『15{收,激光和激光放射性Ⅲ位索标记, 息1:涉仪等.油流
液I 热腠等方法在风洞试验中也仍 使川.
8 发动机与机体一体化试验
发础机 』机『奉 。体化的试验,在模拟 飞行真实性方面大大挺高了一步,过去部
川蜥块模拟发动机的进 。L和排 L,iiii l1进气通喷竹的研究I乜和机体分开,这大大影
l卿1r飞行 牲能的预测精确度,从而影响 r1 行器的设计,另一方面,也影响 对
发动4:JLT41 4")L棒有利 I:扰的利用.发动机帕进排气对 机机休的气动特性是有影响
的,合.el!ff.J 髓能变不利1:扰为有利一r扰。如进气道装在机身下有利大攻角时的进
气j=吐tI 他的改善 .fd-,fi:..'k卜年代,国外已广为歼艘了发动机‘ 机体一体化的试验。
9 可控轨迹系统 (CTS)的改进
1毛机 I 般鄢带 外 物,如 弹、油辅等, 秆到 ·定Ilt候都需要释放,释
做 ,这 外 物嗣j载4:JL,HI , 会发 流场的 I:扰,从 彬f响,HVJ~n勺运动特1111.1J』轨
迹, I 扰址 年1J晌, }上避免,} 此陶~'1-4c:卜1 u= L I‘ f℃训L三研制i¨
(_rs系统,将M涮 验‘J汁":机帕汁 流体力学 时 ,较好地模拟 厂E机投放
外 物N'IYJ状怎,预{I!l到 r外 物 j疆机之M的 l影响和外排物}Jj始投放轨迹。
!也省一’ 址.如乏颦 l 扰较大、肛【涧目【 较夫、潞较l乇i=【I:验N'0'J等等.儿十·年
代 美圳Vcridian的跨 述风
涮 使川 .I,‘种新的CT$系
统,比起澎舳 CTS系统 :
多优点。 新的 CTS系统 藏
机 支撑分Jl:, E装 ·个泼验
小 — 所有的驱动装 闹;放
验段底扳下I酊, ·个耐
的削 通过底扳 £撑着外矬物
【虻煳 6). L裘系统n 忧 足
一啊j,测 晌 确度,城 J
I 扰, lI-I,,Jil..h'il~傲 证 .
忿,『I变化 I}{也 人 r,外
批物能穆范 日¨霸I述度世增JJII 1 ,
1人挝商 验n勺能 霸I娥半.
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第 1期 风嗣试骑琨状与发展 9
10国内外差距与建议
国『q外的羞距反成曲 认识、风洞设备、测试技术应用水平及试验内容上.
I;q时 气动力学,肛l洞试骑的重要性认识是不足的,有时过分夸大了计算漉
力学 匕打器 ¨中的f1 川,对大设备的建设有所拖延 l忽视,要求不高,常和
过 比觉褂箍 多 r.
迄今为止,在国内 婴风嗣,光学测量尚未普及,压敏漆技术还处于研MP/i"段,
流场琨测并来变为风洞试验的例行内容.
在试验内容 一般部局限j:型号设计单位提出的生产性的任务,开展讲究较
少,缺乏大量建彀据库朐试验和用米验证计算方法的试验.许多项目设计也不够严
帐 细.
建议应用选择 :的重点改进⋯砦试验设蔷,普及光学测量技术,多开展一些建
敬据库、验证计掉矗浊『内试,蜻.拒减小或消除支架干扰,雷诺数影响,开展机体发
动机 体化研究及 急i式.虢 而多下 功夫.此外,应加强镍高艺精并热爱气动事
的人才的培养.
第十三届全国风洞试验会议召开
}ll“721Il”办公整衰验fllfl[~,'的姆州 州-fl--·救的盒 风洞试验会议第十三
榭会议 r J999 llJ 26 f卜 2H II 苏州IIj钉歼.;¨帮会议晌代表有 40余人.
这次会议共收到晓文 54蒋.其中: 1.风f『i4建设t.j改造 瓶 s箍: 2.风洞试验
准 歧研究沦文 J4输: 3. f『l{J试验技术研究报 l0箝:4.流动 示与测量方阿 7
箍: 5 E竹器夺气动力学研究沦文 l2箍:6.I1"定常空气动力学研究论文 3箍.在
凡会 I-Ji~炎讹|它文 J4输,岍个小封【会 I:j}交流’它文 2l}余精.这次会议所发表韵论
文邮足我 近州 l 求肛l制试验研究方I『if的最新成就,霄if{多学术水平较高,有鬯研
究成 已接近或逃到l 际 进水‘ 会议领 小组【i_平选Ⅲs糯优秀论文.
会议收到的【它戈L二I【I 72l0 4t,公事发验ff【和呛尔滨 气动力研究所编印成 “第
_^ 风涮试验会汉(它又哦”m版.
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