完成一架飛機的設計必須要弄清楚飛機的動力學性能,需要進行反復bai測試。如果一架根據理論設計的樣機直接飛上天空,危險性很大。所以從萊特兄弟開始,飛機設計師們就充分利用風洞進行地面測試,在飛機上天之前盡量弄清其性能。
風洞是一種產生人造氣流的管道,用來研究物體在氣流中所產生的氣動效應以及進行耐熱抗壓實驗等。世界上公認的第一個風洞是英國人韋納姆在1871年建成的,其目的是為了測量物體與空氣相對運動所受到的阻力。1901年,萊特兄弟為了得到正確的飛行資料,也利用風洞進行了200多個機翼模型的測試。根據模型測試的結果,他們不僅建成了當時最大的雙翼滑翔機,而且在1903年發(fā)明了世界上第一架帶動力的飛機。
1.在風洞中利用熒光毛線顯示機翼上氣流的變化
2.風洞能根據需要產生各種人造氣流
3.科研人員在風洞中安裝實驗模型
與試飛時飛機在空氣中運動正好相反,風洞試驗把飛機、機翼或模型固定在管道中,用風扇、高壓存貯氣體釋放等手段產生人造氣流,通過準確地控制氣流的速度、壓力、溫度等實驗條件,可以高效地模擬飛機在各種復雜飛行狀態(tài)下的空氣動力學特征。風洞試驗幾乎是飛行器研發(fā)中不可或缺的環(huán)節(jié)。
風洞種類多種多樣,按氣流速度可分為亞聲速、跨聲速、超聲速、高超聲速等類型;在直徑尺寸上,小到幾厘米,大到可容納整架飛機。
但風洞試驗并不是完美的,它畢竟只是一種模擬實驗,有其局限性,如氣流會受到邊界、模型支架的干擾,風洞中的氣體參數不能完全替代真實情況等。因此,通過風洞試驗的飛機還必須到真實環(huán)境中進行反復測試和驗證。
海伯森六維力傳感器在飛機的風洞測試中,可實時檢測飛機模型在風洞測試中所受到的力和力矩。