怎么理解低速風(fēng)洞？

常規(guī)風(fēng)洞是指試驗段的風(fēng)速小于140m/s的風(fēng)洞，也叫低速風(fēng)洞。在航空航天方面，有關(guān)低速流動的基礎(chǔ)性研究，各種飛行器的布局和性能研究，都在常規(guī)風(fēng)洞進(jìn)行試驗。低速風(fēng)洞的風(fēng)速比較慢，低于0.4馬赫，適合研究低速的氣體流動，就像是在微風(fēng)中輕輕拂過皮膚一樣。

低速風(fēng)洞設(shè)計

風(fēng)洞（wind tunnel），是能人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，并可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動力實驗最常用、最有效的工具。低速風(fēng)洞是指一種利用空氣作介質(zhì)，風(fēng)速一般低于0.4馬赫數(shù)，用于進(jìn)行模型試驗的風(fēng)洞。 低速風(fēng)洞主要由洞體、驅(qū)動系統(tǒng)和測量控制系統(tǒng)組成，各部分的形式因風(fēng)洞類型而不同。

低速風(fēng)洞主要有哪幾部分組成？各段主要功用是什么？

許多國家相繼建造了不少較大尺寸的低速風(fēng)洞。基本上有兩種形式，一種是法國人A.-G.埃菲爾設(shè)計的直流式風(fēng)洞；另一種是德國人L.普朗特設(shè)計的回流式風(fēng)洞，圖1是這兩種風(fēng)洞結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)在世界上最大的低速風(fēng)洞是美國國家航空和航天局(NASA)埃姆斯(Ames)研究中心的12.2米×24.4米全尺寸低速風(fēng)洞。這個風(fēng)洞建成后又增加了一個24.4米× 36.6米的新實驗段，風(fēng)扇電機(jī)功率也由原來25兆瓦提高到100兆瓦。

低速風(fēng)洞實驗段有開口和閉口兩種形式，截面形狀有矩形、圓形、八角形和橢圓形等，長度視風(fēng)洞類別和實驗對象而定。60年代以來，還發(fā)展出雙實驗段風(fēng)洞，甚至三實驗段風(fēng)洞。

風(fēng)洞就是用來產(chǎn)生人造氣流(人造風(fēng))的管道。在這種管道中能造成一段氣流均勻流動的區(qū)域，汽車風(fēng)洞試驗就在這段風(fēng)洞中進(jìn)行。

在低速風(fēng)洞中，常用能量比Er衡量風(fēng)洞運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。式中v0和A0分別為實驗段氣流速度和截面積；ρ為空氣密度；η和N 分別為驅(qū)動裝置系統(tǒng)效率和電機(jī)的輸入功率。對于閉口實驗段風(fēng)洞Er為3～6。雷諾數(shù)Re是低速風(fēng)洞實驗的主要模擬參數(shù)，但由于實驗對象和項目不同，有時尚需模擬另一些參數(shù)，在重力起作用的一些場合下（如尾旋、投放和動力模型實驗等）還需模擬弗勞德數(shù)Fr，在直升機(jī)實驗中尚需模擬飛行馬赫數(shù)和旋翼翼尖馬赫數(shù)等。

低速風(fēng)洞的種類很多，除一般風(fēng)洞外，有專門研究飛機(jī)防冰和除冰的冰風(fēng)洞，研究飛機(jī)螺旋形成和改出方法的立式風(fēng)洞，研究接近飛行條件下真實飛機(jī)氣動力性能的全尺寸風(fēng)洞，研究垂直短距起落飛機(jī)(V/STOL)和直升機(jī)氣動特性的V/STOL風(fēng)洞，還有高雷諾數(shù)增壓風(fēng)洞等。

為了研究發(fā)動機(jī)外部噪聲，進(jìn)行動態(tài)模型實驗，一些風(fēng)洞作了改建以適應(yīng)聲學(xué)實驗和動態(tài)實驗要求。為了開展工業(yè)空氣動力學(xué)研究，除了對航空風(fēng)洞進(jìn)行改造和增加輔助設(shè)備外，各國還建造了一批專用風(fēng)洞，如模擬大氣流動的速度剖面、湍流結(jié)構(gòu)和溫度層結(jié)的長實驗段和最小風(fēng)速約為0.2米/秒的大氣邊界層風(fēng)洞，研究全尺寸汽車性能、模擬氣候條件的汽車風(fēng)洞，研究沙粒運(yùn)動影響的沙風(fēng)洞等。

直流式閉口實驗段低速風(fēng)洞是典型的低速風(fēng)洞。在這種風(fēng)洞中，風(fēng)扇向右端鼓風(fēng)而使空氣從左端外界進(jìn)入風(fēng)洞的穩(wěn)定段。穩(wěn)定段的蜂窩器和阻尼網(wǎng)使氣流得到梳理與和勻，然后由收縮段使氣流得到加速而在實驗段中形成流動方向一致、速度均勻的穩(wěn)定氣流。

在實驗段中可進(jìn)行飛機(jī)模型的吹風(fēng)實驗，以取得作用在模型上的空氣動力實驗數(shù)據(jù)。這種風(fēng)洞的氣流速度是靠風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來控制的。中國氣動力研究和發(fā)展中心已建成一座開路式閉口串列雙試段大型低速風(fēng)洞，第一實驗段尺寸為12×16×25米3,最大風(fēng)速為25米/秒，第二實驗段尺寸為8×6×25米3，最大風(fēng)速為100米/秒。

回流式風(fēng)洞實際上是將直流式風(fēng)洞首尾相接，形成封閉回路。氣流在風(fēng)洞中循環(huán)回流，既節(jié)省能量又不受外界的干擾。風(fēng)洞也可以采用別的特殊氣體或流體來代替空氣，用壓縮空氣代替常壓空氣的是變密度風(fēng)洞，用水代替空氣的稱為水洞（見水槽和水洞）。

北京易盛泰和可以根據(jù)用戶需求研發(fā)風(fēng)洞設(shè)備，該風(fēng)洞采用敞口直流，設(shè)有智能可移動式淋雨裝置，可自動調(diào)節(jié)雨滴大小、雨量大小，可在任意風(fēng)速條件下實現(xiàn)對降雨大小、降雨雨滴大小的模擬，可實現(xiàn)風(fēng)擋除雨設(shè)備的性能考核。