流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法;而在昆虫化学生态学方面则是在一个有流通空气的矩形空间中,观察活体虫子对气味物质的行为反应的实验。 -
风洞实验-实验原理-
风洞实验的基本原理是相对性原理和相似性原理。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的。但飞机迎风面积比较大,如机翼翼展小的几米、十几米,大的几十米(波音747是60米),使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来,其动力消耗将是惊人的。根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度,其试验结果可以推算出其实飞行时作用于飞机的空气动力。
通常由于风洞试验系统的容积较大,而且要求在较短的时间内达到100Pa(1mbar)甚至更高的10Pa(0.1mbar)的真空度,若按照上世纪七十年代前后普遍采用的普通罗茨真空泵和滑阀真空泵组合来满足此工况条件,则真空机组会很庞大。由于普通罗茨真空泵的大允许压差仅为20mbar左右,必须由前级泵将系统抽到很高真空度(10mbar)后才能起动罗茨真空泵,显然预抽时间很难满足。 -
按照近十多年在这一领域的经验,我们采用液环+气冷罗茨真空泵+带旁通阀罗茨真空泵+带旁通阀罗茨真空泵的四级机组是解决此工况的佳办法。当然有些单位可能前级泵也推荐气冷罗茨真空泵,在使用上肯定没有问题,但是气冷罗茨泵在作为前级泵使用时由于它的压差达几百毫巴,噪声和振动大,噪声比液环泵大20分贝以上,而且在大气到400mbar之间的抽气效率下降明显,而液环泵在大气到400mbar之间是恒定抽速,所以我们推荐液环泵做前级泵。
由于系统内排出的气体含有一定粉尘,那么选择气冷罗茨真空泵和液环泵组成的多级机组是好的,罗茨泵是一种无油、转子和泵体及转子和转子等均不接触的,这样粉尘对泵的运动部件不会构成损害,而且几乎没有油耗,所以适合使用。液环泵采用水(或油)作为循环工作液,粉尘对水环泵的性能不构成影响。??
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1.风洞实验是为了测定飞机的气动布局是否合理的一种实验方法,一般用在刚研制成功的新型飞机上,从而得知飞机设计是否合理,哪里还有待改进,进一步提高飞机的性能。2.函道比是空气分两路进入发动机,一路通过内涵道(核心发动机),另一路进入外涵道,两路气流通过各自的喷管或在混合室内掺混后通过共同喷管排出,产生推力。分为外函道和内函道,外涵道与内涵道空气质量流量的比值叫涵道比,通常小涵道比涡扇发动机主要用于战斗机、战斗轰炸机和攻击机;大涵道比涡扇发动机用于客机和运输机。 因为小涵道的发动机,燃料主要经燃烧室产生较大的动能,而大函道的发动机一般产生较大的推力。3.飞机战术技术性能:衡量飞机战斗能力的技术指标。通常包括发动机的数量和功率、飞行速度、上升率、升限、航程、续航时间、起落滑跑距离,以及机动性、操纵性、抗干扰性和机载武器性能、载弹量等。
上升率:亦称爬升率、爬高率。飞机在单位时间内上升的高度。以米/秒或米/分计算。通常用大上升率来表示飞机的上升性能。
升限:飞机上升限度的简称。飞机依靠本身动力上升所能达到的大飞行高度。分为静升限和动升限。飞机稳定上升所能达到的大高度称静升限;利用飞机的动能以跃升的方法所能达到的大高度称动升限。动升限直高于静升限值。
飞行速度:航空器在单位时间内飞过的距离。以公里/小时或米/秒为单位。分为空速和地速。航空器相对于空气运动的速度称空速,相对于地面动力的速度称地速。
飞行马赫数:称飞行M数。飞行器的飞行速度与其飞行高度上音速的比值。因奥地利物理学家E·马赫早使用这一比值研究炮弹的高速飞行而得名。飞行速度大于1为超音速飞行,小于1为亚音速飞行。
飞机大速度:飞机在发动机大功率或大推力工作时能达到或允许达到的速度。通常指平飞大速度和大允许速度。使用发动机大功率或大推力平飞所能达到的速度为平飞大速度。为保证飞机结构强度不致破坏,安定性、操纵性不致丧失,而规定不得超过的飞行速度为大允许速度
巡航速度:飞机为执行一定任务而选定的适宜于长距离或长时间飞行的速度。一般为平飞大速度的70%-90%,巡航速度的大小,应根据任务的需要(如飞行距离、续航时间、载重量等),和发动机及其他设备的耐久性、经济性与气象条件等确定。
续航时间:简称航时。飞机从起飞至着陆在空中飞行的时间。它的长短随飞机的载油量、载重量、飞行高度、飞行速度而定。采用空中加油可延长续航时间。
续航能力:飞机一次加满油后能够持续飞行的大续航时间和大航程。是飞机的重要战术技术性能之一。