氣流 風洞是什么？
提到風洞，可能大家比較陌生
這可不是黑洞、蟲洞一類的東西
而是一個開展空氣動力科學研究的實驗室
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簡單地說風洞是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀試驗設(shè)備，它是進行空氣動力試驗最常用、最有效的工具之一。
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風洞設(shè)備的建設(shè)發(fā)展與航空航天飛行器研制緊密相連。在航空飛行器發(fā)展早期，對空氣動力問題的探究促使了風洞的誕生。
1901年，萊特兄弟為試驗和改進機翼，建造了風洞并在風洞中研究、比較了200種以上的機翼形狀。
1903年，萊特兄弟成功地讓人類建造的飛機飛上了天空，開辟了航空史的新紀元，這次成功的試飛得益于他們的風洞。
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那么，風洞又是如何工作的呢？
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在風洞內(nèi)部氣流通過風扇/壓縮機增壓后經(jīng)過低速擴散段、換熱器、第三拐角和第四拐角到達穩(wěn)定段，在蜂窩器和阻尼網(wǎng)的整流作用下，氣流更加均勻穩(wěn)定，再經(jīng)過收縮段或噴管的加速進入風洞的核心區(qū)試驗段，形成模型試驗所需的流場，之后繼續(xù)向下游流動，經(jīng)過擴散段、第一拐角和第二拐角后，再次回到風扇/壓縮機，循環(huán)往復。
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而風洞試驗簡單來說，是根據(jù)運動的相對性原理，以飛機為例，將縮比飛機模型固定在風洞內(nèi)，風洞制造氣流流過，模擬真實飛行時飛機周圍的空氣流動情況，以研究飛機與空氣流動的相互作用，了解飛機的空氣動力學特性。
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風洞種類多樣，外觀形式和用途也各有不同，按照氣流速度范圍分為低速風洞（馬赫數(shù)Ma＜0.4），主要用于開展飛機的起飛、著陸、低速飛行以及建筑物、車輛、橋梁等空氣動力試驗研究。
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高速風洞（ 0.4≤Ma＜5 ），主要用于各種飛行器空氣動力試驗研究。
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高超聲速風洞（Ma≥5），主要用于開展各種航天飛行器空氣動力試驗研究。
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也可以按照風洞用途進行分類，如汽車風洞、環(huán)境風洞、建筑風洞和橋梁風洞等。
風洞在航空和航天工程的研究和發(fā)展中起著重要作用，20世紀50年代美國研制B-52轟炸機時，曾進行了約1萬小時的風洞吹風試驗。
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20世紀80年代第一架航天飛機的研制則進行了約10萬小時的風洞試驗，所以風洞試驗的技術(shù)水平體現(xiàn)了一個國家航空航天飛行器發(fā)展的總體技術(shù)水平。
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隨著空氣動力學的發(fā)展，風洞在交通運輸、房屋建筑、風能利用、體育項目等領(lǐng)域更是不可或缺。
例如，建成于1940年的美國西北部一座跨海吊橋，建成后不久，由于一場風速僅為19米/秒的大風，引起了振幅接近數(shù)米的“顫振”，橋梁很快塌毀。事后的風洞試驗研究發(fā)現(xiàn)，這座橋在設(shè)計上存在缺陷，這是以往橋梁設(shè)計者所沒有預見到的。自此之后，凡是設(shè)計跨度較大的吊橋，都必須進行風洞模型試驗。
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再比如跳臺滑雪運動員利用風洞模擬滑行，通過控制身體、調(diào)整姿勢，可以實時觀察風速、升力、阻力等相關(guān)數(shù)據(jù)，探索并掌握最優(yōu)飛行姿勢，為以后的科學訓練奠定良好基礎(chǔ)。
由此可見，風洞離我們的生活并不遙遠
而是扮演著極為重要的角色
【 氣流|風洞是什么？】來源 / 航空工業(yè)影像中心
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