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1、31卷第期物理教学年月说说冈洞武际可北京大学力学系北京我们人类所赖以生存的贴近地球表面的大气层相对速度有关,于是就可以让空气运动而物体固定里,有许多与我们的生活密切相关值得研究的现象。来测量物体所受的力。这就是原始的风洞的想法。其中最为普遍的现象就是风对物体的作用力,以及最早的风洞是为了研究物体在空中飞行时所受的升物体运动时所受的力。大风呼哨而过时,可以折树力与阻力的需要来设计的,也就是为了早期设计飞倒屋,掀翻航船,造成严重的灾难,而利用风能的风机所需要来设计的第一个设计与建造试验风洞的车又可以提水发电,为人类效力。车船在空气中前是英国人温翰姆,一进,会受到阻力,而飞机又靠在空气中
2、前进速度引起,他是英国航空学会创始人之一。他在的空气动力才能够在空中飞行。年设计建造了一个风洞。年另外一个英国人物体表面与空气接触,会产生两种力一种是垂菲里普,一又建造了一座直于表面的,一种是与表面相切的。这些力的大小,改进的风洞年,美国发明家莱特兄弟哥哥在表面和周围情况不变的条件下,只与物体和空气,一,弟弟,的相对速度有关。也就是说,同样的物体,物体以同一为了研制飞机建造一座风洞。一姿态均匀速度在空气中运动,和物体在同样姿态年俄罗斯的力学家茹可夫斯基下,空气以相同的速度流过物体,所受的力是相同,一在莫斯科大学建造了一座的。物体表面所受的这些力组成合力和合力矩,决直径英尺的风洞。定
3、了物体在空气中的行为特别是当物体在风的作用下所受的力,或者物体在空气中运动时所受的阻力和升力是人们十分关心的间题。图若宾的悬臂机示意图最早测量空气阻力是在英国数学家和工程师若图莱特兄弟风速为每秒米的风洞宾,一所设计的悬臂机年莱特兄弟为了试验和改进机翼,建造了的设备上进行的。将要测量的物体固定在悬臂的末风洞图,并在风洞中研究与比较了种以上端,当悬臂以一定的速度旋转起来时,从所加的驱动的机翼形状。到年秋,已经积累了上千次滑翔力就可以换算出物体所受的阻力。这种悬臂机经验,掌握了飞行的理论与技术。这些为他们的成使用了很长的时间。不过它有一个缺点,就是当悬功莫定了坚实的基础年,莱特兄弟成功地
4、实臂旋转了一些时间之后,空气或水会随着悬臂一同现了人类的第一次飞行,开辟了航空事业的新时代旋转,这样会使实验的精度大受影响。年以后,随着航空事业的开展,各国纷纷既然在空气中物体所受的力只与物体与空气的建造了各种各样的风洞。风洞的尺寸越来越大,功··能不同,形式各异。德国早在年就成立了“哥测量高空气流特性的稀薄气体风洞,为研究飞机穿廷根空气动力试验院”,为德国航空工业长期处于世过云雾飞行时飞机表面局部结冰现象的冰风洞、此界领先地位做出了卓越贡献。美国年建立了外还有激波风洞、热冲风洞等等,不一而足。航空航天咨询委员会后改为那也许你认为,建造一个风洞是很简单的间题,无样的机构,除了领导和
5、组织航空和航天方面的研究非是建造一个大的洞体,再由一个巨大的风扇吹风外,还建造和管理不同形式的风洞。年苏联则就妥了。其实风洞的建造是很复杂的问题,就拿洞成立了中央空气动力学研究所玖,苏联力学内的气流来说,要实验段各处风的速度均匀,速度的家茹可夫斯基出任所长,年当茹可夫斯基逝世方向平行,湍流度要控制在一定范围内,这就是所谓后,由他的学生恰普雷金益二、对流场品质的要求。对于高速风洞,除了对流场品二二,一继任。研究所也建造了许质的要求外,对气流的湿度和温度还有要求另外多不同功能的风洞。据统计,仅上世纪年代,美洞体合乎要求后,还要有配套的许多测试设备和仪国、英国、法国、德国、加拿大、荷兰和
6、日本个国家器。要有测力、测力矩和测量流场各点的速度压力共建有座风洞,其中美国就有座。目前全的设备。由于这些数据的量很大,所以又需要有数世界的风洞已经有千余座。据的自动采集和处理的设备我国第一座风洞是年清华大学自行设计所以现代化风洞的建立,是现代科技水平的体的低速风洞。该风洞于年建成,后因日本侵华现。风洞的水平完全能够体现一个国家综合科技水战争爆发,风洞被毁。此后,在南昌筹建的米平和实力。有的风洞的尺寸很大,可以把一架飞机低速风洞年基本完工,年受损于日本飞装在里面吹风。任何一架飞机或火箭的设计都需要机的轰炸中。抗战胜利后,清华大学、浙江大学都建成千上万次的风洞试验建造一座现代化的风洞
7、耗过风洞,主要用于教学。资可以达数亿美元至数十亿美元之巨。美国年之后,哈尔滨军事工程学院、北京大学年投人运行的实验段英尺直径的回流式风洞图等都相继建造了低速风洞为了加速发展中国的航,二战中美国若干战斗机和轰炸机机型都靠在这空航天事业,根据力学家钱学森、郭永怀的构想,国座风洞内实验数据设计的家于年在四川组建了高速空气动力研究机构,随后又相继迅速组建了超高速和低速空气动力研究机构。四十多年来,中国空气动力研究与发展中心建造了数十座高质量的风洞,其规模堪称亚洲之最,为我国航
