[贴图] 风洞

于新

                               
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[br][br][以下内容由 于新 在 2008年04月06日 10:27pm 时添加] [br]

                               
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cupidvenus

有没有风洞的试验资料啊？

lcw

这是哪里的风洞,有没有出处?

一箭封喉

下面引用由lcw在 2008/04/07 00:47pm 发表的内容：
这是哪里的风洞,有没有出处?

同问……

于新

下面引用由cupidvenus在 2008/04/07 11:54am 发表的内容：
有没有风洞的试验资料啊？

现在没有，要是我找到了会发上来的！

于新

下面引用由lcw在 2008/04/07 00:47pm 发表的内容：
这是哪里的风洞,有没有出处?

这些都是国外的，不过咱们国内的比这些还好的多呢！

lioncfd

那几张黑白照片都有年头了，有没有新一点的？

于新

[ing]http://uei2.szxcedu.com/physource/inputfiles/200812213254281.jpg[/img]

于新

                               
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于新

位于美国东海岸 的风洞群

lioncfd

不错，位于美国东海岸的风洞群，在那个城市啊？

于新

[这个贴子最后由于新在 2008/04/11 11:47pm 第 1 次编辑]

下面引用由lioncfd在 2008/04/11 05:41pm 发表的内容：
不错，位于美国东海岸的风洞群，在那个城市啊？

叫hampton汉普顿的傍边[br][br][以下内容由 于新 在 2008年04月13日 00:43am 时添加] [br]
和jerryni发的越海隧道离的很近。风洞在hampton的东北角，越海隧道在hampton的西南方向，

于新

[ADMINOPE=周华|于新|威望由 0 增加至 1|加分|1208079750]

                               
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于新

                               
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于新

风洞——研制飞行器的先行官
决定一架飞机或其他飞行器的飞行性能，如速度、高度等，除飞机重量、发动机推力等要素外，最重要的因素是作用于飞机的空气动力。空气动力主要决定于飞机的外形。在设计和研制飞机时，首先是设计其外形，由此就可以确定作用于飞机的空气动力并推算飞行性能。但是，这个工作只能做在最前，不能在飞机造出来以后。确定飞机空气动力的实验设备主要是风洞。人们把风洞和风洞试验叫做航空航天的先行官是恰如其分的。
风洞实验的基本原理是相对性原理和相似性原理。根据相对性原理，飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力，与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来，两者的作用是一样的。但飞机迎风面积比较大，如机翼翼展小的几米、十几米，大的几十米(波音747是60米)，使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来，其动力消耗将是惊人的。根据相似性原理，可以将飞机做成几何相似的小尺度模型，气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度，其试验结果可以推算出其实飞行时作用于飞机的空气动力。
飞行器(包括飞机、直升机、巡航导弹等)在风洞中的试验内容主要有测力试验(测量作用于模型的空气动力，如升力、阻力等，确定飞行性能)；测压试验(测量作用于模型表面压力分布，确定飞机载荷和强度）；布局选型试验(模型各部件做成多套，可以更换组合，选择最佳的飞机布局和外形)等等。随着飞行器性能的提高和改进；风洞试验所需要的时间不断增加。40年代，研制一架螺旋桨飞机，风洞试验时间是几百小时。至70年代初，一架喷气式客机的风洞试验时间是4-5万小时。航天器(如洲际导弹、卫星、宇宙飞船等)大部分航行在大气层外，基本上与空气无关，但其发射和返回是在大气层中，仍然需要在风洞中进行试验。如美国的航天飞机，在不同风洞中总共进行了10万小时的试验。

风洞的发展
世界上公认的第一个风洞是英国人于1871年建成的。美国的莱特兄弟(O.Wright和W.wright)于1901年制造了试验段0.56米见方，风速12/s的风洞，从而于1903年发明了世界上第一架实用的飞机。风洞的大量出现是在20世纪中叶。
为了试验炮弹的气动力作用和研究超声速流动，瑞士阿克雷特(G.Ackttet)于1932年建成了世界第一座超声速风洞，试验段面积0.4米×0·4米，马赫数(风速与声速之比）2。适应跨超声速飞行器的发展，1956年美国建成世界最大的跨超声速风洞，试验段面积488米×4.88米，马赫数0.8-4.88，功率为16.1万kW。1958年，美国航天局建成试验段直径0.56米，马赫数可高达18-22的高超声速风洞。
　
为了提高风洞实验的雷诺数(模拟尺度或粘性效应的相似准则)，1980年，美国将一座旧的低速风洞改造成为世界最大的全尺寸风洞(可以直接把原形飞机放进试验段中吹风)，试验段面积24.4米×12.2米，风速150m/s，功率10万kW。1975年，英国建成一座低速压力风洞，试验段5米×4.2米，风速95-110m/s，压力3个大气压，功率1.4万kW，试验雷诺数(它是一个无量数)8×106。80年代，美国建成一座低温风洞，以氮气(氮气凝固点低，适于低温下工作)为工作介质，温度范围340-78K，压力可达9个大气压，试验段2.5米×2.5米，马赫数0.2-1.2，雷诺数高达120×106。
我国的风洞建设发展迅速。1977年，中国空气动力研究与发展中心建成亚洲最大的低速风洞，串联双试验段：8米×6米和16米×l2米，风速100m/s，功率7800kW。1999年，又建成具有世界规模的跨声速风洞，试验段口径2.4米，马赫数0.6-1.2。

风洞应用扩大到一般工业
随着工业技术的发展，从60年代开始，风洞试验(主要是低速风洞)从航空航天领域扩大到一般工业部门。反映各行各业的发展越来越需要空气动力学和风洞试验的参与，已经形成了新的学科：“工业空气动力学”和“风工程学”。
例如，当汽车速度达到180km/h时，空气阻力可占总阻力的1/3。对小汽车模型进行风洞试验，合理修形。可使气动阻力减小75%。对建筑物模型进行风载荷试验，从根本上改变了传统的设计方法和规范，大型建筑物如大桥、电视塔、大型水坝、高层建筑群等，己规定必须要进行风洞试验，而且模型必纲模拟实物的刚度(即弹性模型)，测量"风振特性"。这方面已有教训。1940年，美国塔科马(Tacoma)大桥，一座大型钢索吊桥，因为并不很大的风载荷，导致桥体强迫振动和共振，引起断塌，因而受到学界广泛重视。对于大型工厂、矿山群，也要做成模型，在风洞中进行防止污染和扩散的试验。
为此，应运而生出现了许多"大气边界层风洞"。在这种风洞中，试验段的气流并不是均匀的，从风洞底板向上，速度逐渐增加，模拟地面"风"的运动情况(称为大气边界层)。国内已出现了十几座这样的风洞。

风洞试验模拟的不足及其修正
风洞试验既然是一种模拟试验，不可能完全准确。概括地说，风洞试验固有的模拟不足主要有以下三个方面。与此同时，相应也发展了许多克服这些不足或修正其影响的方法。
1.边界效应或边界干扰
真实飞行时，静止大气是无边界的。而在风洞中，气流是有边界的，边界的存在限制了边界附近的流线弯曲，使风洞流场有别于真实飞行的流场。其影响统称为边界效应或边界干扰。克服的方法是尽量把风洞试验段做得大一些(风洞总尺寸也相应增大)，并限制或缩小模型尺度，减小边界干扰的影响。但这将导致风洞造价和驱动功率的大幅度增加，而模型尺度太小会便雷诺数变小。近年来发展起一种称为"自修正风洞"的技术。风洞试验段壁面做成弹性和可调的。试验过程中，利用计算机，粗略而快速地计算相当于壁面处流线应有的真实形状，使试验段壁面与之逼近，从而基本上消除边界干扰。
2.支架干扰
风洞试验中，需要用支架把模型支撑在气流中。支架的存在，产生对模型流场的干扰，称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正支架的影响，但很难修正干净。近来，正发展起一种称为"磁悬模型"的技术。在试验段内产生一可控的磁场，通过磁力使模型悬浮在气流中。
3.相似准则不能满足的影响
风洞试验的理论基础是相似原理。相似原理要求风洞流场与真实飞行流场之间满足所有的相似准则，或两个流场对应的所有相似准则数相等。风洞试验很难完全满足。最常见的主要相似准则不满足是亚跨声速风洞的雷诺数不够。以波音737飞机为例，它在巡航高度(9000m)上，以巡航速度(927km/h)飞行，雷诺数为2.4×107，而在3米亚声速风洞中以风速100m/s试验，雷诺数仅约为1.4×106，两者相距甚远。提高风洞雷诺数的方法主要有:
(1)增大模型和风洞的尺度，其代价同样是风洞造价和风洞驱动功率都将大幅度增加。如上文所说美国的全尺寸风洞。
(2)增大空气密度或压力。已出现很多压力型高雷诺数风洞，工作压力在几个至十几个大气压范围。我国也正在研制这种高雷诺数风洞。
(3)降低气体温度。如以90K(-1830C)的氮气为工作介质，在尺度和速度相同时，雷诺数是常温空气的9倍多。世界上已经建成好几个低温型高雷诺数风洞。我国也研制了低温风洞，但尺度还比较小。
因为是军事机密。不准拍照，这里贴几张国外网页上的照片，你也可以初步领略一下风洞的迷人风采啦。
本文转载:http://lianhuasong.blogchina.com/lianhuasong/2655773.html
风洞外观一般呈长方形，过去为了战备，我国六十年代将风洞建在山里，工程浩大，90年代后我国再建的风洞基本就在露天平地上了，这样建设成本和运输成本都会降低很多，外观基本如下：

                               
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[br][br][以下内容由 于新 在 2008年04月13日 01:28am 时添加] [br]

汉密尔顿 发表于: 2007-6-18 20:25 来源: F1中国基地
虽然一级方程式赛车是一种高速汽车，但在机械概念上却较接近喷射机，而非家庭房车。它们巨大的双翼不但具用商业广告牌的作用，同时还可以产生至关重要的「下压力」。这种空气动力会使流经汽车上方的气流将车身向下压，使车子紧贴在车道上。相反地，飞机则是利用巨大的双翼产生「上升力」。


将车身压在车道上可使轮胎获得更大的抓地力，进而在弯道时产生更快的加速度。由于一般普通房车没有下压力，因此甚至无法产生1G（一个重力单位）转弯力。一级方程式赛车能产生4个G的转弯力。
在时速230公里时的状况下，F1赛车上方气流产生的下压力足以使它在隧道里沿着隧道的底部行走。
在设计当今一级方程式赛车的过程中，扮演重要角色的空气动力学家正面临着一个基本的挑战：如何在产生下压力的同时不增加空气阻力。这正是汽车必须克服的问题。
在汽车空气动力设计的过程中，风洞扮演着重要的角色。进行风洞实验时，通常先制作一半体积的模型，而风洞就像一个巨大的吹风机，将空气吹向静止的模型。
虽然这个吹风机的价格非常昂贵，但积架车队仍然编列四千九百万美元的预算，将在该车队新建的银石（Silverstone）工厂建造一个风洞。
空气动力可以根据不同赛车场的特征而调整。较直的跑道需要较低的下压力设定值，如此可减少阻力，并且有助于赛车提高极速。较曲折的车道需要较高的下压力设定值，如此可令赛车的极速降低。例如，在曲折的Hungaroring车道上，赛车很难达到300km/h的速度，但在Hockenheimring车道上，车速可以超过350km/h。
通常所说的空气动力学研究内容是飞机，导弹等飞行器在名种飞行条件下流场中气体的速度、压力和密度等参量的变化规律，飞行器所受的举力和阻力等空气动力及其变化规律，气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。从这个意义上讲，空气动力学可有两种分类法：
首先，根据流体运动的速度范围或飞行器的飞行速度，空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。通常大致以400千米/小时这一速度作为划分的界线。在低速空气动力学中，气体介质可视为不可压缩的，对应的流动称为不可压缩流动。大于这个速度的流动，须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。这种对应于高速空气动力学的流动称为可压缩流动。
其次，根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性，空气动力学又可分为理想空气动力学(或理想气体动力学)和粘性空气动力学。
空气动力学研究内容是飞机，导弹等飞行器在名种飞行条件下流场中气体的速度、压力和密度等参量的变化规律，飞行器所受的举力和阻力等空气动力及其变化规律，气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。
F1最大的开放的秘密就是车体的空气动力学。这是一个车队试着去隐藏而又藏不住的问题。在维修站里时，前定风翼被伪装起来，以保护自己的微妙设计。
(注:2000年英美车队和乔丹车队在前定风翼上用了透明材质，另外曾有车队在赛车小翼上用弹性材质，这就更难辨认其形状。)
这被发现在库特哈德斯帕周末试车时，有人忘记拿掉前定风翼的伪装。库特哈德以为在弯道有足够的抓地力，结果冲了出去，幸运的是没有造成什么损伤 。不得不说，不管车队是否努力去隐藏，甚至 F1空气动力学的专家看了对手的赛车，也不会很容易地领会到其中的奥妙。F1的空气动力学变得越来越复杂，空气从赛车前部流过就影响着赛车后部的情况。
当年麦克拉伦赛车的显著特点就是散热器出口的烟囱。这很容易看到，麦克拉伦使其成功的运作并保守住了秘密。没有其他车队借用这个方法，把这些运用到自己的赛车上，这暗示着他们不能弄清其中的原理。秘密并不是要隐藏起来，不需要隐藏的秘密才是最大的秘密。但如果你要看Formula 1车体的秘密，你就要更多的注意法拉利车队，他们把每一件事都弄得很神秘。
（注:法拉利已在马来西亚站借用了麦克拉伦的烟囱设计。）Charles Armstrong-Wilson  
空气动力学是关于空气流过物体的研究，自然是赛车设计中不可缺少的考虑因素，一辆车要想跑得快就必须克服空气阻力，所以车头的体积越小越好，它还需要足够的附着力来应付弯道，这就得靠下压力帮忙。
最简单的发明通常是最好的。60年代晚期，当导流翼出现在F1运动中时，空气动力学的角色变得空前重要起来。这种装备的作用是提高下压力和附着力，从而使车子转弯时打转的可能性减小，速度更快。虽然数年来导流翼的开头有所变化，但它一直被F1赛车所采用。其实这一技术早就被应用于航空领域。飞机用翅膀来获取升力，F1赛车则正好相反：它需要的是负升力，也就是下压力；这是通过把机翼状的导流板颠倒安装来实现的。从侧面看，导流板也是平的一端朝前，但与飞机翅膀不同的是其后端朝上撅起成曲线形，这样气流通过时就会把它朝下压。
赛车工程师经常在最大下压力和最小风阻两方面做出权衡，这一权衡视不同的赛道而定。像摩纳哥和匈牙利这样多弯的赛道对下压力的需求最大，最小的则是直道最长的蒙扎。在那里比赛时技师们会把前翼向后倾斜，减少车头的受力面积以降低风阻。这会使车子的过弯性能受到限制，但它在直道上所达到的空气动力效率远不止弥补于此。
莲花车队的老板科林--查普曼在赛车的后悬挂上安装了尾翼，把下压力进一步提高了180公斤。悬挂因不堪重负而发生断裂，虽然得到加固，但还是在1969年的西班牙大奖赛引发了事故，导致高位尾翼被禁。从那以后，尾翼的安装必须更低更牢固。于是设计者们开始想办法让前后翼发挥出最大的潜力。1970年，莲花车队的赛车上安装了翘起角度更大的板条尾翼，在风阻不变的前提下能产生更大的下压力。他们还利用楔形的底盘进一步提高下压力。1971年无纹轮胎出现，其优越的抓地性能减少了赛车对下压力的需求，也给设计者们增加了一个需考虑在内的不定因素。1977年，查普曼再次取得技术上的重大突破。虽然地面效应不是他发明的，但是由他引进F1的。查普曼和他的设计小组在赛车两边安装侧舱并把底部制成导流板状，然后用活动板条把侧舱与地面之间的间隙密封起来，以防止气流从侧面进入车底。车尾的喉管使车底的空气加速流动，从而形成了一个低压区，由此产生的巨大下压力把赛车吸向地面。采用这项技术的莲花78赛车更主导了1978年的世界锦标赛。到了1980年，地面效应产生的下压力已达车重的两倍，而且随车速的加快成倍增长。一辆 F1赛车能倒着个贴在风洞顶上行驶，因为下压力足以把它按在那里。
由于地面效应产生的下压力如此巨大，F1赛车的翼板不再需要翘的很高，其实气动力效率因此大大提高。事实的确如此：1979年的飞箭A2赛车在比赛中没有使用任何前翼。创意很好，只可惜车子没能有效地利用它的下压力。1983年，地面效应被禁止使用，所有的赛车都必须是平车底；于是前后翼的开头再次成为设计重点。21世纪的F1赛车设计者们正在想方设法让导流板产生更大的下压力，同时尽量少增加风阻。这是一场永无止境的探索。

现代的一级方程式赛车可以在承受高达4G离心力的作用下而不会在赛道上发生侧滑。正是由于空气动力学，所以赛车通过弯道时的速度要比没有下压力的普通汽车高出很多，这不仅仅保证了赛车良好的性能，同时也提高了比赛的安全性。根据经验估计，大约有35%的下压力是由尾翼产生的。不过它同时也带来了巨大的空气阻力，在一级方程式的各个分站赛中，尾翼的调校变化是最大的。在举办意大利大奖赛的蒙扎赛道上，由于有很多长直道和高速弯道，所以车队们要使用较为平直的风翼来获得最高的速度。
　　在一条像摩纳哥这样的城市赛道，或者带有很多狭窄弯道的赛道上，风翼一般都会出现比较大的倾斜，这样能够产生较大的下压力，所以赛车能够以较高的速度通过弯道。前定风翼大约会产生25%的下压力，但是如果赛车紧随在另外一部赛车后面，那么由于气流紊乱的干扰，前定风翼所产生的下压力会骤降到10%。剩余40%的下压力都是由赛车底部的扩散器产生的。扩散器是一种气流加速器，它的风道和管道将气流导引至赛车尾部，能够产生最大的抽吸效应。
　　正是由于如此重要的作用，所以尽管一级方程式的规则经历了无数次的更改，但空气动力学仍然是其中最为关键的因素。设计师们还远远没有挖掘出其中所有可能的配置，所以在将来，即使要将成绩缩短百分之一秒钟，都要付出巨大的努力。