大型低温高雷诺数风洞及其关键技术综述

随着航空运输业的发展,先进飞行器的精细化设计要求有飞行雷诺数下的气动数据为支撑。大型低温高雷诺数风洞（如ETW、NTF）是真实再现飞行器飞行状态流动特性的最佳地面试验设备。文中归纳总结了大型高雷诺数风洞的实现途径和风洞型式,分析了当前低温风洞的国内外现状,深入剖析了大型连续式低温风洞设计建设的关键技术及解决措施,对我国自行开展大型低温高雷诺数风洞的设计建设具有重要参考意义,并对成功建设我国大型低温高雷诺数风洞进行了展望。     

2025年美国的风洞试验展望

风洞是航空航天领域极为重要的地面试验设施，从1985年到2009年过去的24年中，美国NASA、国防部、工业界所属的主要国家风洞试验设施，由于航空航天研制型号减少、经费预算降低、型号研究试验要求提高等因素影响，常用主要风洞数量锐减近509／6（图1），同时，美国各种主要风洞至今也运行了约30-70年。     

高超声速风洞变雷诺数试验技术研究

为满足高超声速飞行器气动力雷诺数效应研究需求,在CARDC的Φ1米高超声速风洞中开展了变雷诺数试验技术研究.该项试验技术是利用Φ1米高超声速风洞采用高压下吹-真空抽吸驱动运行方式、风洞运行参数范围宽的特点,通过宽范围内调节风洞运行总压而大幅改变模拟雷诺数.研究采用了单点变雷诺数试验技术和连续变雷诺数试验技术两种手段来开展高超声速飞行器气动力雷诺数效应模拟.单点变雷诺数试验是通过一系列不同雷诺数条件、不同试验车次的试验结果,获得气动特性随雷诺数的变化规律;连续变雷诺数试验时,控制风洞总压从高到低连续变化,测量获取模型处于某一姿态角条件时气动力随雷诺数的变化规律.本文介绍了变雷诺数试验的风洞开车方式、试验及数据处理方法等,并开展了某升力体飞行器和某弹头模型雷诺数效应试验研究.研究结果表明:采用单点和连续变雷诺数试验技术相结合的方式,能较为完整、准确地获得飞行器模型气动力随雷诺数的变化规律.     

未来超声速飞机的关键技术

空气动力学新进展结合了最优化技术的现代计算流体动力学，可以对机翼、机身、短舱和尾部的几何形状进行布局调整，使超声速飞行的阻力减少10％以上，从而增加了飞机的最大航程。此外。预测受载荷模型的气动弹性效应的方法，已经在NASA的兰利研究中心和阿姆斯研究中心的超声速和高雷诺数亚声速风洞中得到了试验验证。可以     

直通式封严篦齿内部流动和换热的实验研究

为了研究外界因素对高推动比航空发动机中密封装置性能的影响,介绍了在吸气式内流传热风洞实验台测量了不同雷诺数和不同齿顶厚和齿隙比的工况下对篦齿腔内部流动的影响规律, 并利用该实验台对篦齿顶板表面的换热特性进行了研究． 测量结果说明了在篦齿腔中旋涡的分布及雷诺数变化对旋涡分布的影响．并得出了在不同雷诺数和Ｔ／Ｃ工况下对篦齿顶板表面换热特性的影响     

高雷诺数时串列双圆柱平均压力的实验研究

通过风洞实验给出了二维串列双圆柱在高雷诺数时的平均压力分布，实验在低湍流度的均匀流中进行，模型表面光滑。实验结果发现；在亚临界雷诺数时串列双圆柱临是距时有一些新的现象。在超临界雷诺数时串列双圆柱的平均夺力分布显示出与亚临界雷诺数时截然不同的特性。就总体而言，超临界雷诺数时前后柱间的相互干扰要比亚临界时小得多。     

美研究报告列出今后十年高度优先的航空研究与技术挑战

美国国家研究委员会（NRC）最近发布了题为“民用航空技术十年综合研究”的报告。报告紧急呼吁国家航空航天局（NASA），在内部各研究中心与外部工业界和院校之间分配航空研究经费时，“创建一个更为平衡的分配比例”。报告说：“到2006年1月，NASA似乎仍坚持将93％的航空研究经费分配给内部各研究中心”。     

NPU-WA系列风力机翼型设计与风洞实验

针对兆瓦级大型风力机,研究发展了以具有更优良高雷诺数和高升力气动性能为特点的NPU-WA翼型族,风洞实验表明,该翼型族达到了在高雷诺数、高升力条件下实现高升阻比和外侧翼型对粗糙度不敏感的主要设计要求,为我国自主研发大型风力机提供了可以实际使用的翼型几何数据和雷诺数范围内1.0×106～5.0×106的风洞实验数据。     

NASA继续进行超音速层流控制技术试验

超音速层流控制(SLFC)技术在NASA所从事的高速飞机研究计划中是一项关键技术。NASA对这项技术已进行了大量的研究和试验工作,并还在计划进行一项新的试验研究。 NASA的高速飞机研究计划旨在为工业界制造下一代高速民用运输机(HSCT)研究和发展一些切实可用的技术。超音速层流控制是其中的一项关键技术。倘若能掌握这项技术,就能解决高速飞机研究计划中的一些关键问题,从而使美国的一种300座超音速民用飞机方案能成为颇具市场活力的方案。 NASA早期进行的高速飞机研     

转捩对超临界机翼压力分布的影响分析

介绍了风洞试验中常采用的前最转捩和后最转捩的特点以及使用中的限制，通过某超临界机翼的试验与数值计算压力分布的比较，重点分析了不同位最的固定转捩对机翼压力分布的影响，并对机翼测压试验中所出现的问题做了分析。通过对高雷诺数风洞试验结果的研究，讨论了低雷诺数风洞中利用自由转捩技术模拟高雷诺数情况下机翼压力分布问题。     

美国未来超声速客机发展规划及近期进展

NASA将未来N＋1、N＋2和N＋3代超声速客机分别定位为6～20座的超声速喷气公务机（SSBJ）、35～70座的较小型超声速客机和100～200座的较大型超声速客机，各代飞机的平台性能指标和需满足的节能环保标准将逐步提高。NASA与美国工业界和相关大学合作开展了相关的概念研究。     

C919飞机高速高雷诺数风洞试验圆满完成

2月9日，C919飞机高速高雷诺数风洞试验在欧洲跨声速风洞（ETW）顺利完成，获得了C919飞机从低雷诺数（400万）到高雷诺数（3500万）状态下全机纵向气动力数据．机翼的变形数据和高雷诺数下翼面流动特性。为全面可靠的高速数据集的建立提供了强有力的支撑。     

中航工业空气动力研究院

中航工业空气动力研究院(简称"中航工业气动院")隶属于中国航空工业集团公司,2000年由沈阳空气动力研究所和哈尔滨空气动力研究所合并组建。中航工业气动院作为中国航空工业唯一的空气动力研究与试验单位,主要从事航空气动力基础技术与应用研究、飞行器气动布局设计技术研究、CFD技术研究与应用、风洞试验技术研究,以及专用试验设备、设施的研制与建设。现有高低速风洞7座,其中FL-2高速风洞和FL-8低速风洞是主力生产     

建造中的我国低速增压风洞

本文论述了在我国建造低速增压风洞的重要性和必要性，同时还介绍了国外低速高雷诺数风洞的发展现状，并提出了衡量现代生产性风洞性能的标准，给出了正在建造的我国低速增压风洞的主要技术性能及设计和建造中的关键技术。     

利用常规风洞进行二元翼型试验的竖置全跨方法

采用竖置全跨试验方案,在CARDC(中国空气动力研究与发展中心)4米×3米风洞进行了几个二元翼型模型风洞试验。最初选用的模型是NASA GA(W)-1翼型,并作为校验模型。试验雷诺数高达4.69×100~6,攻角范围为-10～24°,试验结果相当满意。     

无肋双曲线型冷却塔风压分布的全尺寸测量和风洞研究

本文叙述了广东茂名热电厂双曲线型自然通风冷却塔风压分布的风洞实验和全尺寸测量结果。该塔高90米,无塔肋。风洞实验给出了在均匀气流和大气边界层气流中,不同雷诺数和塔面集中粗糙度时的平均风压分布。全尺寸测量给出了雷诺数约为5.4×10~7时无肋塔内外壁面的平均风压分布。文中还讨论了风洞实验时模型表面适当布置粗糙度,可使低雷诺数时的实验结果应用于大雷诺数的问题。     

NASA 2010财年航空研究概览

今年5月7日．NASA正式对外界公布了其2010财年的科研经费预算报告。NASA代理局长斯科里斯表示，NASA将投入186．86亿美元用于天体科学、航空技术、空间探索等领域的研究，投入额较上一财年增长了9036亿美元．同比增长约5％。     

国外动态

NASA的新型风洞与改建风洞开始运转据NASA报道,NASA艾姆斯(Ames)研究中心的24.4×36.6米(80×120呎)新型风洞和12.2×24.4米(40×80呎)改建风洞已于1987年12月11日开始运转.美国国家全尺寸空气动力全套设备的建造费用为1.225亿美元.该设备可进行先进飞机的全尺寸试验以及航天飞机试验.     

中国第一座桥梁风洞的研制

同济大学土木工程防灾国家实验室于1994年10月建成一座可供全桥模型试验的大型桥梁风洞，试验段14m×15m×2m（长×宽×高）。风洞的总体布局及结构安排突出地强调了非航空类风洞的特点，结构上采用砖混结构与钢结构相结合的方法，并以砖混结构为主，这就大大的缩短了建造周期，降低了成本。建成后的桥梁风洞总体造型美观并具有良好的气流品质，达到或超过了原设计中的性能指标，为我国桥梁建造业填补了空白。     

高升力翼型的气动优化设计和实验研究

利用遗传算法进行了低雷诺数高升力翼型的气动优化设计,并利用风洞实验检查了设计的正确性。优化后的翼型其气动特性有明显改善,这说明了利用遗传算法进行低雷诺数翼型气动优化的可行性。风洞实验结果验证了优化设计方法的正确性,同时也表明新设计翼型有较高的升力系数和相对大的升阻比,其升阻比提高了10%。