无人机飞行原理探究风洞实验报告

无人机飞行原理探究风洞实验报告

实验目的

1．熟悉风洞的功用和典型构造。

2．通过烟风洞实验观察模型的气流流动情况。

3．通过低速风洞的吹风实验了解升力与迎角、相对速度之间的关系。

4．通过对不同的飞机模型进行吹风实验掌握飞机的稳定性和操纵性。

实验内容

1．观察翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流动情况。

2．观察飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律。

3．观察飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态。

4．观察飞机模型通过操纵设备来改变飞机的哪些飞行状态。

实验设备

实验设备主要包括：直流式低速风洞、烟风洞、以及各种不同类型的飞机吹风模型教具。烟风洞也是一种低速风洞，主要用于形象地显示出环绕实验模型的气流流动的情况，使观察者可以清晰地看出模型的流线谱，或拍摄出流线谱的照片。

风洞实验的理论依据是流动相似原理。由于风洞尺寸、结构、材料、模型、实验气体等方面的限制，风洞实验要作到与真实条件完全相似是不可能的。通常的风洞实验，只是一种部分相似的模拟实验。

因此，在实验前应根据实际内容确定模拟参数和实验方案，并选用合适的风洞和模型。

空气动力学和风洞实验

空气动力学和风洞实验 空气动力学是研究流体运动和物体在空气中的力学性质的学科。在航空、汽车、船舶等领域中，空气动力学的研究十分重要。而 风洞实验则是空气动力学研究中不可或缺的手段。 一、空气动力学的基本概念 空气动力学的研究对象是流体，包括气体和液体。而空气动力 学研究的主要内容是流体运动中各种力的产生和作用，以及物体 在流体中的运动和受力情况。 空气动力学中的一些基本概念包括：气流、速度分布、压力分布、升力、阻力等。 其中，气流是流体在一定空间内的流动状态，速度分布是指流 体在不同位置的流速不同，压力分布是指流体在不同位置的压力 不同。升力是在流体中，垂直于流体流线方向的力，通常被用于 描述物体的承载能力，而阻力则是物体在流体中运动时受到的阻 碍力。

二、风洞实验的意义和作用 风洞实验是通过模拟空气动力学环境，研究物体在不同气流条 件下的力学性质的实验方法，是空气动力学研究不可或缺的手段。 风洞实验可以在不同流速下重复模拟，检测不同条件下物体所 受的力和压力分布，以分析物体在不同气流条件下的空气动力学 性能。例如，研究飞机机翼的气动性能时，就需要在风洞中模拟 不同飞行速度下机翼所受力的情况，以确定机翼设计的适宜飞行 速度范围。 此外，风洞实验不仅可以用于基础研究，在新产品的设计、原 型试验等方面也具有重要作用。例如在汽车设计中，风洞实验可 以模拟不同驾驶速度下豪车的空气动力学性能，直接影响到汽车 外形设计的优化和改进。 三、风洞实验的发展历程 风洞的发展历程可追溯到1654年，当时，英国物理学家哈特 利制造了第一台风洞，用于研究气动学原理和行为。20世纪40年

TWT风洞翼型测压实验报告L

西北工业大学 LTWT风洞翼型测压实验报告 学院：教育实验学院 学号：2009300039 姓名：季国梁 专业：飞行器设计与工程 实验时间：2012年5月2日 实验地点：西北工业大学低湍流度风洞实验室 指导教师：白存儒教授 2012 年5月2日 1．实验目的及要求 为巩固课堂理论学习内容，增加感性认识，了解飞行器风洞测压实验的基本过程，掌握空气动力学的基本实验方法。 使学生将课堂中学到的基础理论知识进行实验验证，激发学生探索空气动力学新

问题和新现象的主动性，提高学生的动手能力和相关专业知识的综合运用能力。2．实验设备 2.1 风洞 三元实验段： 1.05×1.2 m，V = 5 ～55 m/s 三元实验段(三元二元串式状态)：1.05×1.2 m，V = 5 ～25 m/s 二元实验段：0.4 ×1.0 m，V = 5 ～75 m/s 最低湍流度：ε＜0.02% 变湍流度范围：0.02% ～1% 2.2 模型 本次实验模型是NACA4412木质模型，模型基本情况如图所示，模型弦长300mm，模型表面分三排共布置测压孔61个，其中上表面32个、下表面29个。 2.3 测压系统 DSY104电子扫描微压测量系统一套，西北工业大学研制。 测压通道：192通道，（±2.5kPa 160通道，±7.5kPa 32通道） 扫描速率：50000通道/秒 系统精度：±0.1％F.S 3．实验状态与步骤 实验时间：2012年5月2日15:37:25 大气参数： 大气压力：96.32 kPa，大气温度：20.3 摄氏度，总压：0.230500 kPa，动压：0.228700 kPa 模型参数：NACA4412 实验状态：风速V = 20 米/秒，迎角α= 2度 实验人员：安龙.刘慧颖 实验数据： 4.实验结果与数据处理 画Cp~X压力分布图

超声速风洞实验技术的使用指南

超声速风洞实验技术的使用指南 近年来，超声速风洞实验技术在航空航天领域起到了重要的作用。本文将为读 者介绍超声速风洞实验技术的使用指南，帮助读者更好地理解和应用这一先进技术。 一、超声速风洞实验技术简介 超声速风洞是模拟高速飞行流场的重要设备。其通过产生高速气流，使模型在 空气中运动，进而研究模型在超声速飞行中的气动力学特性。超声速风洞实验技术广泛应用于航空航天飞行器的设计、改进和性能验证，对提高飞行器的飞行稳定性和控制精度起到了关键作用。 二、超声速风洞实验技术的基本原理 超声速风洞实验是通过增大空气相对于模型的速度来模拟超声速流动的。当模 型运动时，空气分离成绕流区和边界层。通过调节进口风速、腔内压力和温度，可以控制模型周围的气动特性。同时，利用高频传感器和数据采集系统，可以实时监测、记录和分析模型的响应。 三、超声速风洞实验技术的实验流程 1. 准备工作：包括风洞设备检查、实验模型安装、传感器布置和数据采集系统 的测试等。 2. 参数设置：根据实验需求，确定进口风速、腔内压力和温度等参数。这些参 数会直接影响实验结果，因此需要仔细调节。 3. 实验执行：开启风洞设备，使气流达到预设参数，让模型开始运动。实验过 程中需要对模型的运动轨迹进行实时监测，并采集相应的气动数据。 4. 数据分析：根据采集到的数据，进行统计分析和图像处理，获得模型的气动 特性参数，并与预期结果进行比较。

5. 结果总结：根据数据结果，通过对实验过程的总结和分析，得出定性和定量的结论，探讨分析实验中存在的问题和可能的解决方案。 四、超声速风洞实验技术的应用领域 1. 飞行器设计与改进：超声速风洞实验为航空航天工程师提供了一个实验验证的平台，可以评估飞行器的气动性能，并指导设计改进。 2. 飞行器控制与稳定性研究：超声速风洞实验可以帮助研究人员研究飞行器的飞行稳定性、控制性和进气性能。 3. 大气物理研究：超声速风洞实验可以模拟高空的超声速流动条件，帮助研究人员了解大气层中复杂的流动现象。 4. 其他领域的应用：超声速风洞实验技术还可以在建筑、汽车、火箭推进系统等领域得到应用。 总之，超声速风洞实验技术是现代航空航天领域不可或缺的一项技术。通过深入了解超声速风洞实验技术的基本原理和实验流程，研究人员可以更好地应用这一技术，为飞行器的设计、改进和性能验证提供可靠的实验数据。相信随着科学技术的不断进步，超声速风洞实验技术将在更多的领域发挥作用，为人类的探索和发展作出更大的贡献。

风洞实验模拟空气流动以测试飞行器性能

风洞实验模拟空气流动以测试飞行器性能 风洞实验是一种常见的方法，在飞行器设计和性能测试过程中起着 至关重要的作用。通过模拟真实的空气流动情况，风洞实验能够提供 关键性的数据和洞察，有助于改进飞行器的设计和优化其性能。本文 将介绍风洞实验的基本原理和应用，以及在飞行器测试中的具体作用。 风洞实验的基本原理是通过模拟真实大气条件下的空气流动状态， 以求得飞行器在不同速度、角度、气流条件下的响应和性能。通常情 况下，风洞实验包括两个主要部分：气流生成和飞行器模拟。 在气流生成部分，通常会使用大型风机或压缩机来产生高速气流。 这些气流通过风道系统被输送到测试区域，形成一个模拟真实飞行环 境的气流场。通过控制风机或压缩机的转速和风道的形状，可以获得 不同速度和角度的气流。 在飞行器模拟部分，通常使用飞行器的模型来代替真实的飞行器进 行测试。这些模型一般是按照比例缩小的，以便能够在风洞中进行实验。模型可以是简化的几何体，也可以是具有复杂构型和细节的真实 飞行器的缩尺模型。模型表面可以根据需要进行涂覆或安装传感器， 以测量各种气动参数和响应。 通过风洞实验，可以获得许多有关飞行器性能的重要数据。例如， 可以通过测量气流压力分布来估计飞行器的升力和阻力系数，从而评 估其升力和阻力性能。通过测量模型的振动和应变，可以了解飞行器 在不同气流条件下的结构响应和安全性。此外，还可以通过烟雾、流

线和可视化技术来观察气流的流动状态和分离情况，以评估飞行器的空气动力特性和流场分布。 风洞实验在飞行器设计和改进中具有很大的应用潜力。通过反复进行实验和优化，可以改进飞行器的气动外型和机翼配置，减小飞行器的阻力、提高升力性能和降低燃油消耗。此外，在飞行器的安全性和可靠性方面，风洞实验也起到了关键作用。通过模拟不同的气流条件和飞行状态，可以评估飞行器的稳定性和控制性能，减少潜在的风险和危险。 总之，风洞实验是一种模拟空气流动的实验技术，用于测试飞行器的性能和改进设计。通过模拟真实的气流环境，风洞实验能够提供重要的数据和见解，帮助工程师改进飞行器的外形和气动特性，提高其性能和可靠性。风洞实验在飞行器设计和测试中是不可或缺的工具，为飞行器行业的发展做出了重要贡献。

探索飞行原理航空实验教案

探索飞行原理航空实验教案引言： 飞行是人类长期以来的梦想和追求。从风筝到热气球，再到飞机和现代宇航器，人类对于飞行原理的探索和应用不断发展。本篇实验教案旨在通过一系列实验，帮助学生深入了解飞行的基本原理和相关概念，并具备一定的实践操作技能。 实验一：气压和飞机升力 实验目的：研究气压和飞机升力之间的关系。 实验器材：风洞装置、飞机模型。 实验步骤： 1.将飞机模型放置于风洞装置中心位置。 2.调整风洞出风口的风速，并记录下相应的气压数据。 3.逐步增加并记录不同风速下的气压数据。 4.观察并记录飞机模型在不同气压和风速下的升力变化情况。 实验结果：随着气压的增加以及风速的提高，飞机模型所受到的升力也会增加。证明了飞机在飞行过程中，通过气动力产生升力以对抗重力。 实验二：空气动力学及飞行稳定性 实验目的：了解空气动力学对飞机飞行稳定性的影响。

实验器材：模拟飞行器、气动力测量仪器。 实验步骤： 1.准备模拟飞行器，并确保其平衡性。 2.通过控制设备模拟不同飞行状态，如爬升、下滑和平飞。 3.使用气动力测量仪器测量不同飞行状态下的气动力参数，如升力和阻力。 4.对比数据并分析模拟飞行器在不同状态下的空气动力学表现。 实验结果：根据实验数据，可以得出结论：合适的气动外形和平衡结构对于保持飞行器的稳定性和控制能力至关重要。 实验三：机翼气流与气动特性 实验目的：研究机翼气流对飞行器性能的影响。 实验器材：飞行器模型、风速计。 实验步骤： 1.将飞行器模型放置于实验台上。 2.使用风速计测量来自飞机模型正前方的气流速度。 3.逐步调整风速并记录对应的气流速度。 4.观察并分析飞行器模型在不同气流速度下的飞行稳定性和抗风能力。

风洞试验检测报告

风洞试验检测报告实例 风洞试验检测报告是针对风洞试验的检测结果进行记录和评估的报告。以下是一个风洞试验检测报告的示例： 标题：风洞试验检测报告 1. 试验概述 本报告旨在提供关于风洞试验的检测结果和评估。本次试验旨在评估模型在特定风速下的表现，并为后续设计和优化提供依据。 2. 试验条件 2.1 试验设备 本次试验使用了型号为XXX的风洞设备，该设备具备稳定的空气动力学性能和先进的测控系统。 2.2 模型与设备 本次试验的模型为XXX，尺寸为XXX，设备为XXX。

2.3 试验参数 本次试验的参数包括风速、模型姿态、空气密度、气压等。 3. 试验过程 3.1 模型安装与调试 在风洞实验前，我们对模型进行了精确的安装和调试，确保模型与支架的位置和姿态正确。 3.2 数据采集与处理 在试验过程中，我们使用了高速相机和传感器采集了模型周围的流场数据。同时，我们还使用了图像处理技术对采集的数据进行处理和分析。 4. 试验结果与分析 4.1 数据统计与分析 根据采集的数据，我们统计了模型在不同风速下的表现，包括升力、

阻力、侧向力等参数。通过对比不同风速下的数据，我们发现模型在低风速下的表现较好，而在高风速下的性能有所下降。这可能与模型的空气动力学设计有关，需要进行进一步的优化。 4.2 结果可视化 为了更直观地展示试验结果，我们使用了专业的软件对数据进行了可视化处理。通过生成的速度场云图和力矢量图，我们可以更清楚地了解模型周围的流场分布和受力情况。根据这些结果，我们可以对模型的设计进行改进和优化。 5. 结论与建议 根据本次风洞试验的检测结果，我们得出以下结论： (1) 在低风速下，模型表现良好，具有较高的升阻比和侧向力控制能力。这表明模型在低风速飞行时具有较好的稳定性和操控性。(2) 在高风速下，模型的性能有所下降。特别是升力系数和阻力系数都显著增加，导致飞行速度难以控制。这可能与模型的空气动力学设计有关，需要进行进一步的优化。 (3) 通过可视化处理，我们发现模型周围的流场存在一些不稳定的区域。这可能是导致模型在高风速下性能下降的原因之一。为了改善这一现象，我们建议对模型的形状和结构进行调整，以提高其空气动力学性能。

风洞试验文档

风洞试验 概述 风洞试验是一种用于模拟大气环境中空气流动的实验室设备。通过在风洞中产生风流，研究人员能够观察和测量各种物体在不同风速下的流体力学行为。风洞试验在航空航天、汽车工程、建筑设计等领域具有重要的应用价值，可以提供有关气动性能、风荷载和风险评估等方面的信息。 风洞试验的意义 1.气动性能评估：风洞试验可以提供航空器或其他物 体在各种风速下的升力、阻力和侧向力等性能参数，帮助 工程师优化设计并提高飞行效率。 2.风荷载研究：风洞试验可以模拟实际风速下的风荷 载，帮助评估建筑物、桥梁和其他结构物在大风环境中的 稳定性和安全性。 3.模型验证：风洞试验可以验证计算流体力学（CFD） 模型的准确性，确保数值模拟结果与实际情况一致。

4.倒流风障碍物模拟：风洞试验可以模拟倒流风障碍 物对飞行器、车辆和建筑物的影响，提供有关安全和稳定 性的重要信息。 风洞试验设备和工作原理 风洞试验设备主要由风洞本体、风机、测量仪器和数据采 集系统等组成。 1.风洞本体：风洞本体是一个封闭的空间，其内部结 构形状多样，可以根据实验需求进行设计和调整。常用的 风洞本体结构有封闭式风洞、开式风洞和环式风洞等。 2.风机：风机是风洞试验的动力来源，负责产生风流。 风机通常由电机和叶轮组成，可以控制风速和风向以满足 实验需求。 3.测量仪器：测量仪器用于测量风洞试验过程中产生 的各种参数，如风速、温度、静压等。常用的测量仪器有 风速计、气流静压探针、温度计和力传感器等。 4.数据采集系统：数据采集系统用于收集和记录风洞 试验过程中的数据。数据可以用于后续分析和评估，以提 供有关风洞试验结果的定量和定性信息。

风洞实验报告

风洞实验报告 风洞实验报告 一、引言 风洞实验是一种重要的工程实验方法，可以模拟大气中的空气流动情况，用于测试和研究各种物体在气流中的性能和特性。本文将介绍一次针对某飞行器模型的风洞实验，包括实验目的、实验过程、实验结果和结论。 二、实验目的 本次实验的目的是通过风洞实验，对某飞行器模型在不同风速下的气动特性进行测试和分析，为飞行器的设计和改进提供参考依据。具体目标如下： 1. 测试飞行器在不同风速下的升力和阻力变化情况，了解其气动性能； 2. 研究飞行器在不同风速下的稳定性和操纵性，评估其适航性； 3. 分析飞行器在不同风速下的气动力分布，寻找潜在的改进方向。 三、实验过程 1. 实验设备准备：在实验室中搭建风洞装置，包括风洞本体、风速控制系统、数据采集系统等。确保设备正常运行和准确测量。 2. 实验样本制备：根据飞行器模型的设计要求，制作样本并进行必要的校正和调整，确保样本符合实验要求。 3. 实验参数设置：根据实验目的，确定实验参数，包括风速范围、采样频率、测量点位置等。 4. 实验数据采集：将样本放置在风洞中，通过数据采集系统记录风速、升力、阻力、气动力矩等数据，并实时监测飞行器的姿态。 5. 数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，得出实验结果，并与理

论计算结果进行对比。 四、实验结果 1. 升力和阻力变化曲线：通过实验数据的分析，得到了飞行器在不同风速下的 升力和阻力变化曲线。结果显示，在低速风洞实验中，飞行器的升力随着风速 的增加而线性增加，而阻力则呈指数增加。在高速风洞实验中，升力和阻力的 增长趋势逐渐趋于平缓。 2. 稳定性和操纵性评估：通过实时监测飞行器的姿态，得到了飞行器在不同风 速下的稳定性和操纵性评估结果。结果显示，在较低风速下，飞行器的稳定性 较好，操纵性较强；而在较高风速下，飞行器的稳定性和操纵性受到较大的挑战。 3. 气动力分布分析：通过实验数据的处理，得到了飞行器在不同风速下的气动 力分布情况。结果显示，在低速风洞实验中，飞行器的气动力主要集中在机翼 和尾翼上，而在高速风洞实验中，气动力分布更加均匀。 五、结论 通过本次风洞实验，我们得出了以下结论： 1. 飞行器的升力和阻力随着风速的增加而增加，但增长趋势逐渐趋于平缓； 2. 飞行器在低速下具有较好的稳定性和操纵性，但在高速下需要更强的控制能力； 3. 飞行器的气动力主要集中在机翼和尾翼上，但在高速下气动力分布更加均匀。 六、改进建议 基于以上结论，我们提出了一些建议，以改进飞行器的设计和性能： 1. 针对飞行器在高速下的稳定性和操纵性问题，可以考虑优化飞行器的控制系

风洞实验报告

风洞实验报告 引言： 风洞实验作为现代科技研究的重要手段之一，广泛应用于航空 航天、汽车工程、建筑结构等领域。本报告将围绕风洞实验的原理、应用以及相关技术展开探讨，旨在加深对风洞实验的理解和 应用。 一、风洞实验的原理 风洞实验是通过利用风洞设备产生流速、温度和压力等环境条件，对模型进行真实环境仿真试验的一种方法。其基本原理是利 用气体流动力学的规律，使得实验模型暴露在所需风速的气流中，从而通过测量模型上的各种力和参数来分析其气动性能。 二、风洞实验的应用领域 1.航空航天领域 风洞实验在航空航天领域有着广泛的应用。通过风洞实验，可 以模拟不同飞行状态下的风载荷，评估飞机、火箭等载体的稳定 性和安全性，在设计和改进新型飞行器时提供可靠的数据支撑。

2.汽车工程领域 风洞实验在汽车工程领域同样具有重要意义。通过对汽车模型在高速风场中的测试，可以优化车身外形设计，降低气动阻力，提高燃油效率。此外，风洞实验还可用于汽车内部气流研究，如车内空调流场、风挡玻璃除雾等。 3.建筑工程领域 在建筑工程领域，风洞实验可以帮助研究风荷载对建筑物结构产生的影响，以提高建筑物的抗风性能。通过模拟真实的气流环境，可以评估建筑物在不同风速下的应力、应变分布情况，为工程设计和结构优化提供依据。 三、风洞实验技术 1.气流控制技术 气流控制技术是风洞实验中必备的关键技术之一。通过对风洞内流场进行合理设计和调整，可以实现不同速度、湍流强度和均匀度的气流条件，以保证实验的准确性和可重复性。 2.试验模型制作技术

试验模型制作技术对于风洞实验的结果具有重要影响。模型的准确度和还原程度直接关系到实验数据的可靠性。现如今，各类先进材料和加工技术的应用，使得模型制作更加精准和高效。 3.数据采集和分析技术 风洞实验所得数据的采集和分析是判断实验成果的关键环节。当前，数字化技术的快速发展为数据采集和分析提供了强有力的支持。传感器、图像处理等先进技术的应用，使得实验数据获取更为精确和全面。 结论： 风洞实验作为一种重要的科研手段，为各个领域的工程设计和研发提供了不可或缺的数据支撑。通过风洞实验，可以模拟真实环境下的复杂气动力学现象，并作为进一步优化设计、验证理论的重要手段。随着科技的进步，风洞实验技术会不断提升，为各行业的发展贡献力量。

风洞的原理及应用

风洞的原理及应用 风洞的原理 风洞是一种用于研究固体物体在流体中运动的实验设备。它模拟飞行时的流体 环境，通过产生高速气流来模拟真实的飞行条件。风洞的原理基于流体力学和气动力学的基本原理。 1. 流体力学 流体力学研究了流体的运动和力的作用。在风洞中，流体可以是气体或液体。 流体的运动可以遵循牛顿定律和伯努利原理。牛顿定律描述了物体受力后的运动轨迹，而伯努利原理描述了在不同流速下流体的压力变化。 2. 气动力学 气动力学是研究空气动力学性质和飞行器运动的学科。在风洞中，气动力学被 应用于分析和预测物体在高速气流中的运动和气动力。通过测量物体所受的气动力，可以评估其空气动力学性能并进行改善。 风洞利用流体力学和气动力学的原理，可以模拟飞行器在真实空气中的运动， 提供重要的实验数据和技术支持。 风洞的应用 风洞在航空航天和其他行业中具有广泛的应用。以下列举了一些常见的应用领域： 1. 飞行器设计与优化 风洞是飞行器设计和优化的重要工具。通过在风洞中对模型进行试验，可以评 估其空气动力学性能，包括阻力、升力、稳定性和操纵性等。风洞试验可以帮助设计师改善飞行器的性能，减少空气阻力，提高燃油效率和飞行稳定性。 2. 结构与材料强度测试 风洞可以用于测试飞行器结构和材料的强度。通过将飞行器模型置于高速气流中，可以模拟真实飞行条件下的气动载荷和振动。这可以帮助工程师评估飞行器的耐久性和结构强度，以确保其安全飞行。

3. 气动噪声研究 风洞还可用于研究飞行器产生的气动噪声。通过在风洞中模拟高速气流环境，可以测试飞行器在飞行过程中产生的噪音级别和频谱特征。这对于研究和改进飞行器的噪声控制技术非常重要，以减少对环境和人类的影响。 4. 建筑与城市规划设计 风洞也可用于建筑和城市规划的设计。通过在风洞中模拟空气流动，可以评估建筑物的风荷载、风压分布和风环境对建筑物的影响。这对于设计抗风结构和优化建筑形状非常重要，以确保建筑物在恶劣风条件下的安全性和舒适性。 总结 风洞利用流体力学和气动力学的原理，模拟真实的飞行条件，对飞行器设计和其他领域的研究提供了重要的实验手段和数据支持。风洞的应用广泛，涵盖了飞行器设计与优化、结构强度测试、气动噪声研究以及建筑与城市规划设计等领域。通过风洞试验，可以改善飞行器性能、提高结构强度、降低气动噪声，并确保建筑物在恶劣风条件下的安全性和舒适性。风洞在工程和科学研究中扮演着重要的角色，为人类进步和飞行技术的发展做出了巨大贡献。

飞机风洞实验应用的原理

飞机风洞实验应用的原理 引言 飞行器风洞实验是研究飞行器性能的重要手段之一。通过在风洞中对模型进行 试验，可以模拟真实飞行环境，获得飞行器在不同风速和角度下的气动性能数据。本文将介绍飞机风洞实验的原理及其应用。 原理 飞机风洞实验基于流体动力学和气动学原理，通过模拟真实飞行环境，测量飞 行器在不同条件下的气动力数据。 模型选取 在风洞实验中，通常使用模型来代替真实飞行器。模型的选择要根据实验目的 和研究对象来确定。比如，要研究某型号飞机的空气动力特性，可以选择该飞机的缩比模型作为实验对象。 风洞类型 风洞按照气流产生方式可以分为压缩型和抽吸型两种类型。 •压缩型风洞：通过压缩空气并加热，产生高速气流。这种风洞常用于研究高速飞行器的气动性能。 •抽吸型风洞：利用抽吸设备抽取周围的空气，产生负压，形成高速气流。这种风洞较为常见，用于研究一般民用飞行器的气动性能。 测量装置 在风洞实验中，需要使用各种测量装置来获取模型在流场中的气动力数据。常 用的测量装置包括： - 压力传感器：用于测量模型表面的压力分布情况，从而得到 升力和阻力等数据。 - 力矩传感器：用于测量模型在气流中受到的力矩。 - 流速传 感器：用于测量气流的速度和方向。 实验过程 飞机风洞实验的过程一般包括以下几个步骤： 1.准备工作：选择合适的模型、调试风洞设备，确保实验环境正常。 2.安装模型：将选定的模型安装在风洞中，注意固定方式和姿态调整。 3.设置实验参数：根据实验目的，设定风洞中的气流速度、温度等参数。

4.数据采集：通过测量装置实时获取模型在气流中的压力、力矩、流速 等数据。 5.数据分析：对实验得到的数据进行处理和分析，得出模型在不同条件 下的气动特性。 应用 飞机风洞实验在航空航天领域有着广泛的应用。以下列举几个常见的应用领域： 飞机设计和改进 飞机风洞实验为飞机设计和改进提供了重要支持。通过风洞实验可以优化飞机 的气动外形和机翼布局，改善飞机性能，降低空气阻力和能耗。 飞行性能预测 通过飞机风洞实验，可以获得飞机在不同风速和角度下的升力、阻力和力矩等 数据，用于预测飞机的飞行性能。这些数据对于飞机的起飞、飞行和降落等操作非常重要。 新技术验证 在飞机领域，新技术的引入和验证至关重要。风洞实验可以用于验证新技术在 飞行器上的适用性和效果，为新技术的应用提供可靠的依据。 教育和科研 飞机风洞实验在航空航天教育和科研方面有着重要的作用。通过实验可以培养 学生的实践能力和创新意识，开展相关研究，推动行业的发展和进步。 结论 飞机风洞实验是研究飞行器性能的重要手段，基于流体动力学和气动学原理， 通过模拟真实飞行环境，测量飞行器在不同条件下的气动性能数据。这些数据对于飞机设计、飞行性能预测、新技术验证以及教育和科研都具有重要意义。

飞行器设计中的风洞试验

飞行器设计中的风洞试验 作为飞行器设计的必要流程之一，风洞试验在设计过程中起着至关重要的作用。风洞试验不仅能够模拟真实的空气流场，还能够通过实验手段对飞行器的设计进行优化和改进，从而提高飞行器性能和安全性。 一、什么是风洞试验？ 风洞试验是一种通过模拟真实流场环境，利用模型进行试验研究的技术方法。在飞行器设计中，通过风洞实验可以模拟不同速度和空气密度下的气流流动，测量模型的阻力、升力、侧力等物理数据，同时也能够观察流场现象，从而为飞行器的设计提供科学依据。 二、风洞试验的优点 1. 实验环境稳定：风洞试验可以模拟出多种不同气流环境，同时也能够稳定地控制气流速度、风向、风角等参数，从而保证实验数据的可靠性。 2. 实验数据丰富：通过风洞试验，可以获得模型在不同气流环境下的阻力、升力、侧力等物理数据，从而为设计者提供了大量的关键参数。

3. 可以优化设计：通过对实验数据的分析和比较，设计者可以 更好地理解飞行器在不同条件下的性能特点，从而做出优化设计，提高飞行器的性能和安全性。 三、风洞试验的种类 1. 静态风洞试验：静态风洞试验是一种通过固定模型并在其上 方喷射气流进行试验的方法。静态风洞试验可以测试模型的耐风 性和风噪声等特性，同时也能够获得模型在不同风速下的阻力和 升力等物理参数。 2. 动态风洞试验：动态风洞试验是在静态风洞试验的基础上， 增加了机械和电子设备用于控制模型的运动和姿态。动态风洞试 验可以更加真实地模拟飞行场景，同时也可以模拟临界空速等特 殊气流环境。 3. 水洞试验：水洞试验是一种利用水流进行模拟试验的方法。 在水洞试验中，设计者可以利用液体的高密度和低黏性，模拟高 速气流下的飞行器状态，从而获得模型的阻力、升力、推力等物 理数据。 四、风洞试验的挑战和技术难点 1. 气动噪声问题：风洞试验中，高速气流会产生强烈的气动噪声，这会对模型产生影响，并对实验者造成危害。

南开大学风洞实验实验报告

风洞实验 一、实验原理 [1]曳力系数 曳力系数（drag coefficient）又称流体阻力系数，指一个物体在流体中和流体有相对运动时，物体会收到流体的阻力。阻力的方向与物体相对于流体的速度方向相反。 相对速度较小时，阻力大小与速度大小成正比；相对速率较大时，有： f=1 2 C DρA Av2 其中，ρA是空气密度，A是物体有效横截面积，C D是曳力系数。曳力系数的大小取决于物体形状与雷诺数。 [2]雷诺数 雷诺数（Reynolds number），是流体力学中表征粘性影响的相似准则数，记作Re。 Re=ρAνD B μA 其中，ν为流体流速，ρA为流体密度，μA为动力粘滞系数，D B为特征长度。 二、实验装置 1、贴有刻度尺的风洞 2、配有光电传感器的计算机风扇 3、不同直径、不同表面的小球若干（系有细绳） 4、示波器 5、刻度尺 6、铁架台 7、游标卡尺 8、电子天平 9、双通道电源、导线若干 10、热线式风速仪 三、实验内容

1、如图所示连接电路： 图1 实验电路图 2、将风洞调至水平，利用刻度尺测出风洞的直径，估计其截面积。 3、设定热线式风速仪截面积，在风洞上安装热线式风速仪，使得测量探头位于风洞正中央。 4、调节示波器，使其可以显示频率。 5、调节双通道电源，使得风扇电压由4.00V增加到14.00V，读出整数电压值时的风速与电机频率，记录实验数据。 [2]曳力系数与雷诺数的测定 1、利用铁架台，使得乒乓球在风洞中心，同时摆线穿过带有刻度尺的狭缝，保证摆线与狭缝没有接触。 2、利用刻度尺测量摆线悬挂点与刻度尺的距离。 3、实验开始前，读出摆线所对刻度。 4、调节双通道电源，使得风扇电压由4.00V增加到14.00V，读出整数电压值时的摆线所对刻度、记录实验数据。 5、换用不同直径的小球，重复上述步骤。 四、实验结果

风洞试验

什么是风洞 风洞一般称之为风洞试验。简单地讲，就是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此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、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说，风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。至于我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处，那是历史原因造成的。 发达国家如何发展空气动力学 空气动力学是目前世界科学领域里最为活跃、最具有发展潜力的学科之一。世界各发达国家对空气动力学的发展都给予了高度重视，不惜花费巨额资金建设空气动力试验设施并开展研究工作。 美国早在80年代中期出台的震撼全球的超级跨世纪工程——“星球大战”计划中，就曾把作为基础学科的空气动力学放在非常突出的重要位置上。的确，如果不先在空气动力学上获得重大突破，这个将耗资1万亿美元的超级工程，很多关键技术将无法解决。紧接着在1985年发表的“美国航空航天2000年”中，也把空气动力学列为需要解决的七个问题中的第一个。而剩下的六个问题中还有四个与空气动力学有关。这使美国花费巨额投资研制了每秒20亿次的超级计算机专门为空气动力学研究服务。 前苏联在“十月革命”胜利后的第二年，列宁就下令组建了国家空气动力研究机构——中央流体动力研究院，并任命“俄罗斯航空之父”茹可夫斯基担任院长，这一决策为前苏联成为世界上另一个航天大国奠定了坚实的基础。二次大战之前，斯大林曾下令建造了世界上第一座可用于进行整架飞机试验的全尺寸风洞。与美国相比，前苏联在空气动力学的整体水平上毫不逊色，甚至在许多方面都领先于美国，它在航空航天领域取得的一系列成就足以说明这一点。 英、法两国在二次大战前均为名列前茅的老牌航空先进国家，然而战后他们突然发现自己比美、苏等国落后了一截，于是两国重振旗鼓、奋起直追。在战后第二年，法国政府便决定把因战争和被占领分散到全国各地的研究机构组织到一起，组建了国家空气动力研究机构，并在阿尔卑斯山腹地开始创建莫当试验中心，堪称世界一流的大功率空气动力试验风洞设备。曾经发明了世界上第一座风洞的英国人更是不甘落后，除了政府加强对空气动力学的领导规划之外，充分利用大学进行基础学科的研究。据有关资料透露，在英国的46所大学里，至少有30个以上高水平的空气动力研究试验室。 日本在战后受到限制的情况下，航空工业曾有过长达8年的空白。但在此期间，其基础研究——空气动力学则进展神速。仅60年代，就先后仿制出11种飞机，自行设计8种飞机。