新型飞机试制过程中,为什么一定要经过风洞试验
- 教育综合
- 2022-08-10 07:56:19
为什么飞行器都要通过风洞试验?
风洞,是产生人工气流并能观测气流或气流与物体之间相互作用的管道装置。凡要生产各类飞机的飞行器,必须通过风洞实验,否则就无法确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。风洞的产生和发展是同航空航天技术的发展密切相关的,它直接为各种飞行器的研制服务。
现代飞行器的设计对风洞的依赖性很大。例如20世纪50年代美国B一52型轰炸机的研制,就进行了约10000小时的风洞实验。而第一架航天飞机的研制,就进行了约100000小时的风洞实验。这就是说,设计新的飞行器必须经过风洞实验。风洞中的气流要有不同的速度和不同的密度,甚至不同的温度,这样才能模拟各种飞行器的真实飞行状态。因此,风洞是飞行器研制中必不可少的设备,风洞的规模和完善往往反映航天航空技术的发展水平。全世界的风洞总数已达千余座,凡能制造飞机和其他飞行器的国家,必有风洞。
风洞试验是什么?为什么战斗机都要进行风洞试验?
风洞实验就是讲各种模型放入风洞进行吹风实验,以获取模型在各种大气条件下的启动性能。主要是考察模型的稳定性、操纵性等数据。只有模型成熟才能真正的出产品。战斗机也有模型,所以必须进行风洞吹风实验,亚洲最大的风洞就位于我国。飞机的风洞试验是什么用途?多谢了!
1.风洞实验是为了测定飞机的气动布局是否合理的一种实验方法,一般用在刚研制成功的新型飞机上,从而得知飞机设计是否合理,哪里还有待改进,进一步提高飞机的性能。2.函道比是空气分两路进入发动机,一路通过内涵道(核心发动机),另一路进入外涵道,两路气流通过各自的喷管或在混合室内掺混后通过共同喷管排出,产生推力。分为外函道和内函道,外涵道与内涵道空气质量流量的比值叫涵道比,通常小涵道比涡扇发动机主要用于战斗机、战斗轰炸机和攻击机;大涵道比涡扇发动机用于客机和运输机。 因为小涵道的发动机,燃料主要经燃烧室产生较大的动能,而大函道的发动机一般产生较大的推力。3.飞机战术技术性能:衡量飞机战斗能力的技术指标什么是风洞,有什么作用?
风洞指的是风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。这种实验方法,流动条件容易控制。实验时,常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风,通过测控仪器和设备取得实验数据。
风洞实验中,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。
扩展资料
实验原理
风洞一般称之为风洞试验。简单地说,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。
风洞试验中,天平测量得到的模型气动力在转换到气流坐标系上时会因为模型迎角测量的误差引入模型气动力系数误差,而此误差在一些条件下可以占到总的气动力系数误差的25%。因此,准确的迎角测量技术是获得高精度气动特性试验数据的基础。风洞试验数据精确度的先进指标要求模型的阻力系数误差在马赫数Ma位于0.4~0.9的范围内时不超过0.0001,这就要求模型迎角的测量误差不能超过0.01°。
参考资料来源:百度百科-风洞
参考资料来源:百度百科-风洞试验
流体力学发展到现在为什么还要进行风洞试验?
从科研角度来说,流体力学作为物理学的一支,终归是实验科学。不论理论多么漂亮完备,最终是要靠实验验证的。
从实际应用角度来说,以飞机气动外形设计为例,实际是成本和时间的考虑多过技术因素(单一介质,亚音速,技术上很成熟了)。不同设计阶段对于仿真和风洞的需求也不同。比如设计初期,没有定型,一般仿真(仅指RANS类)的时间效率和经济成本都好过风洞试验,(不断改外形做prototype很贵很慢)。在定型后,要做各种工况和载荷分布的测试,这种情况下,风洞就相对有优势。当然,非稳态复杂工况目前仿真在技术上几乎没有挑战,就是在合理的计算资源下,计算时间不大能满足一般公司的要求。你可以想象,如果一个数值模拟要一个月才能出结果,即使再准确,在工程设计中都是不能接受的。