0154 青云一号飞机风洞实验 (第2/2页)

风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。

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，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，只要保持某些相似参数一致，试验的气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度，并可以根据试验结果推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力。

风洞实验尽管有局限性，但有如下四个优点：

第一，能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；

第二，实验在室内进行，受气候条件和时间的影响小，模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；

第三，实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；

第四，实验比较安全，而且效率高、成本低。

因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。

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。

模型的设计和制造是风洞实验的一个关键。

模型应满足如下要求：形状同实物几何相似或符合所研究问题的需要；大小能保证在模型周围获得所需的气流条件；表面状态与所研究的问题相适应；有足够的强度和刚度，支撑模型的方式对实验结果的影响可忽略或可作修正；能满足使用测试仪器的要求；便于组装和拆卸。

此外，某些实验还对刚度、质量分布有特殊要求。模型的材料在低速风洞中一般是高强度木材或增强塑料，在高速和高超声速风洞中常用碳钢、合金钢或高强度铝合金。

有些实验根据需要还采用其他材料。

模型通常都是缩尺的，也有全尺寸的，有时还可以按一定要求局部放大。

对于几何对称的实物，还可以利用其对称性做成模拟半个实物的模型。

对风洞实验结果通常须进行处理和分析。

其主要内容是：将测量值换算成所需的空气动力学特性数据；分析综合各个实验环节可能引入的误差；对实验结果作出物理解释和数学说明；根据模型流动和实物流动的差别，修正实验结果。

模型流动和实物流动的差别主要有：由风洞和模型造成的模拟失真，如雷诺数的差别、进气和喷流的模拟失真等；其次是风洞洞壁和模型支架的干扰影响；还有风洞流场的非均匀性、湍流度和噪声影响等。

其中有些可以通过计算或者实验进行修正，更重要的是要注意积累使用风洞实验结果的经验。

还好武光他们也是进行了无数次的风洞实验，已经在风洞实验中积累了非常多的经验。

虽然这是林宇提供的设计图纸，但是他们为了保险起见还是进行了模型机的风洞实验检测一下整个飞机的气动原理。

虽然只是缩小了几倍的模型，但是其中的零部件可是全部是按照林宇给定的图纸，进行等比例的缩小的，整个外形和林宇给定的青云一号飞机的外形完全相同。

制作这样的一个模型也是直接耗费了他们一个月的时间，只有这个模型通过了风洞实验，他们才能够放心进行下一步的所有零部件的生产。

就在这个时候只见整个飞机的各项参数直接出现在了大屏幕之上。

第一个就是测力和测压实验。

测力实验是利用风洞天平测量作用在模型上的空气动力和力矩的风洞实验。

它是风洞实验中最重要的实验项目之一。

测力实验主要有：全模型和部件的纵向和横向测力实验、喷流实验、静气动弹性实验、外挂物测力和投放轨迹实验等。

而测力实验中所有的参数全部打到了预定的要求。

测压实验，风洞洞壁、模型表面上各点和气流中各点的当地压力参数测量。

对应于流场的每一点，有一个总压p0和一个静压p1。总压是假想气流等熵绝热地滞止，最后流速降为零时所能达到的压力。

静压是气流内部相互作用的流层之间的法向力。

在不可压缩流体中，总压和静压之差，即该流动点上由于气流动力效应引起的压力增高，称为动压或速压q1。气流压力的测量，是空气动力实验中最基本的测量项目之一。

只有通过了测压实验整个飞机的零部件强度才能够得到最终的保证，而这个飞机的整体的承受压力竟然是xj929的一倍还要多。

这也让武光此刻震惊万分。

第二点就是传热实验

在气流和模型作相对高速运动的条件下，测定气流沿模型绕流所引起的对模型表面气动加热的一种实验。

当飞行器飞行马赫数大于3时，必须考虑气动加热对飞行器外形、表面粗糙度和结构的影响。

风洞传热实验的目的是为飞行器防热设计提供可靠的热环境数据，实验项目包括：光滑和粗糙表面的热流实验，边界层过渡、质量注入对热流影响的实验，台阶、缝隙、激波和边界层等分离流热流实验等。

风洞传热实验必须恰当地解决模型设计、防护、冷却和信号传输等问题，还要研究模拟技术，缩小传感器尺寸，解决传感器的稳定性问题，以及确定实验中各种不确定因素对实验结果精度的影响。

而青云一号飞机整体的速度在3马赫之下，所以飞机的整体发热不是非常的明显，整体模型的传热实验也是完美的通过了。

通过了这些参数的实验之后，下面就是进行关于飞机飞行过程中各种动态的实验了。

这些实验的数据对于整个青云一号飞机来说可是非常的重要。