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绪论1

第1章 风洞实验设计3

1.1 风洞实验设计3

1.2 相似理论及其在风洞实验中的应用7

1.2.1 相似定理7

1.2.2 相似准则8

1.2.3 相似定理10

1.2.4 相似参数的导出10

1.2.5 风洞实验常用的相似参数11

1.2.6 完全模拟与部分模拟13

1.2.7 自模性15

1.3 误差理论及其在风洞实验中的应用16

1.3.1 误差的基本概念18

1.3.2 误差的基本特性和计算方法21

1.3.3 风洞实验数据误差的计算31

1.3.4 对风洞实验数据精确度的要求40

2.1.1 飞机进气口和尾喷口的模拟47

2.1 模型的几何外形模拟47

第2章 风洞模型设计47

2.1.2 飞行器表面突出物的模拟50

2.1.3 缝隙的模拟50

2.2 模型的尺寸及在风洞中的位置52

2.2.1 模型的尺寸52

2.2.2 模型在风洞中的位置53

2.3 模型的强度、刚度及材料选择53

2.3.1 模型的强度53

2.3.2 模型的刚度54

2.3.3 模型材料55

2.4 模型结构56

2.4.1 测力模型结构56

2.4.2 压力分布测量模型结构61

2.5 模型支架63

2.5.1 腹部支撑支架64

2.5.2 尾部支撑支架68

2.5.3 其它模型支撑形式70

2.6 模型的振动71

2.7 模型的加工精度和表面粗糙度75

2.7.1 国内低速风洞模型加工精度和表面粗糙度75

2.7.2 国内高速风洞模型加工精度和表面粗糙度76

2.7.3 国外风洞模型加工精度和表面粗糙度78

2.8 模型外形不精确对实验数据的影响80

2.8.1 模型加工和安装误差对实验数据的影响80

2.8.2 模型表面粗糙度对实验数据的影响87

2.8.3 模型变形对实验数据的影响89

2.8.4 模型尾部放大对实验数据的影响92

2.8.5 突出物的影响93

2.8.6 测压孔的影响95

第3章 风洞模型定常实验(Ⅰ)97

3.1 全机测力实验97

3.1.1 相似参数97

3.1.2 实验方法98

3.1.3 模型边界层的固定转捩102

3.1.4 实验结果及其与飞行数据的比较108

3.2.1 常规压力分布测量方法114

3.2 压力分布测量114

3.2.2 光学压力分布测量方法117

3.2.3 实验结果及其与飞行数据的比较121

3.3 翼型实验122

3.3.1 实验方法122

3.3.2 侧壁边界层的影响及修正127

3.3.3 实验结果及其与飞行数据的比较135

3.4 半模型实验137

3.4.1 实验方法138

3.4.2 缝隙的影响及其消除方法146

3.4.3 半模型实验结果及其与全模型的比较150

3.5 进气道实验152

3.5.1 模型152

3.5.2 气动特性测量154

3.5.3 实验结果及其与飞行数据的比较164

3.6 通气模型实验及溢流阻力、附加阻力测量168

3.6.1 通气模型实验169

3.6.2 附加阻力和溢流阻力测量173

3.7 喷流实验178

3.7.1 喷流对飞行器气动特性的影响179

3.7.2 相似参数179

3.7.3 模拟方法184

3.7.4 喷流的温度影响及其修正186

3.7.5 模型支架及其影响192

3.7.6 实验结果及其与飞行数据的比较194

3.8 大迎角(定常)实验197

3.8.1 飞行器大迎角状态下的气动现象198

3.8.2 实验方法199

3.8.3 模型205

3.8.4 模型支撑形式及其干扰206

3.8.5 洞壁干扰212

3.8.6 风洞实验结果及其与飞行数据的比较215

3.9 地面效应实验218

3.9.1 飞行器靠近地面飞行时的气流流动218

3.9.2 地面效应的模拟218

3.9.3 实验结果及其与飞行数据的比较227

3.10 铰链力矩实验229

3.10.1 铰链力矩的定义和实验方法230

3.10.2 模型和天平232

3.10.3 实验结果及其与飞行数据的比较235

3.11 减速板实验236

3.11.1 减速板的气动特性237

3.11.2 减速板脉动压力特性测量237

3.12 外挂物实验241

3.12.1 实验方法241

3.11.3 实验结果及其与飞行数据的比较241

3.12.2 实验结果及其与飞行数据的比较245

3.13 空速管实验248

3.13.1 空速管的气动特性249

3.13.2 实验方法253

3.13.3 数据处理254

3.13.4 实验结果及其与飞行数据的比较256

3.14 迎角传感器实验258

3.14.1 迎角传感器的工作原理258

3.14.2 实验方法与数据处理261

3.14.3 实验结果及其与飞行数据的比较263

3.15.1 实验方法和数据处理265

3.15 温度传感器实验265

3.15.2 实验结果267

3.16 雷达天线实验268

3.16.1 模型和支撑268

3.16.2 实验方法268

3.16.3 数据处理和修正272

3.16.4 实验结果及其与实物露天实测数据的比较272

4.1.1 飞行器弹性变形对气动特性的影响274

第4章 风洞模型定常实验(Ⅱ)274

4.1 静弹性实验274

4.1.2 相似参数277

4.1.3 模型278

4.1.4 实验方法280

4.1.5 实验结果及其与飞行数据的比较281

4.2 螺旋桨及螺旋桨飞机模型实验284

4.2.1 相似参数284

4.2.2 实验方法285

4.2.3 模型289

4.2.4 实验装置290

4.2.5 实验数据修正291

4.2.6 实验结果及其与飞行数据的比较294

4.3 涡轮发动机动力模拟实验295

4.3.1 模拟方法297

4.3.2 引射器模型模拟器299

4.3.3 涡轮动力模拟器301

4.3.4 实验方法302

4.3.5 实验结果304

4.4 降落伞实验305

4.4.1 相似参数306

4.4.2 实验方法306

4.4.3 模型和支撑装置308

4.4.4 实验设备和仪器310

4.4.5 实验结果及其修正314

4.4.6 风洞实验结果与自由投放实验结果的比较317

4.5.1 实验方法319

4.5 弹射救生装置实验319

4.5.2 实验结果322

4.6 旋转弹实验325

4.6.1 实验方法325

4.6.2 模型325

4.6.3 实验结果327

4.7 马格努斯力实验329

4.7.1 相似参数330

4.7.3 模型332

4.7.2 实验方法332

4.7.4 天平337

4.7.5 实验结果338

4.8 旋转天平实验340

4.8.1 旋转天平装置340

4.8.2 相似参数347

4.8.3 模型和支撑348

4.8.4 实验方法和数据处理350

4.8.5 洞壁和支架干扰352

4.8.6 实验结果及其与飞行数据的比较355

4.9.1 吹气特性及其对飞机气动性能的影响361

4.9 吹(吸)气流动控制实验361

4.9.2 相似参数364

4.9.3 模型和实验装置366

4.9.4 实验结果及其与飞行数据的比较371

4.10 垂直/短距起落飞机实验373

4.10.1 风洞实验的限制374

4.10.2 模型380

4.10.4 实验结果及其与飞行数据的比较382

4.10.3 实验装置382

4.11 直升机实验384

4.11.1 相似参数385

4.11.2 模型387

4.11.3 直升机实验台390

4.11.4 实验方法393

4.11.5 洞壁干扰修正394

4.11.6 实验结果及其与飞行数据的比较395

4.12 大雨实验398

4.12.1 大雨对飞机性能的影响399

4.12.2 雨特性400

4.12.3 相似参数400

4.12.4 降雨模拟装置402

4.12.5 模型和测量设备403

4.12.6 实验结果406

4.13 结冰实验407

4.13.1 结冰对飞机气动特性的影响407

4.13.2 结冰特性408

4.13.3 相似参数410

4.13.4 实验方法412

4.13.5 结冰研究风洞412

4.13.6 结冰模拟装置413

4.13.7 实验结果415

4.14 音爆实验418

4.14.1 相似参数419

4.14.2 模型419

4.14.3 实验方法和实验装置420

4.14.4 实验数据处理422

4.14.5 实验结果及其与飞行数据的比较425

4.15 航空声学实验425

4.15.1 飞行器的声学问题426

4.15.2 相似参数426

4.15.3 航空声学风洞427

4.15.4 模型和支撑430

4.15.6 实验方法和数据处理432

4.15.5 测量仪器432

4.15.7 实验结果及其与飞行数据的比较433

4.16 表面摩擦阻力测量437

4.16.1 测量方法438

4.16.2 测量结果448

第5章 非定常实验451

5.1 大迎角(非定常)实验451

5.1.1 俯仰(偏航)振荡实验451

5.1.2 摇滚实验461

5.2.1 模型467

5.2 非定常压力分布测量467

5.2.2 动态压力传感器469

5.2.3 实验方法472

5.2.4 数据处理474

5.2.5 测量结果及其与飞行数据的比较479

5.2.6 风洞气流噪声对模型非定常压力测量结果的影响481

5.3 颤振实验484

5.3.1 相似参数485

5.3.2 模型487

5.3.3 模型的支撑方式488

5.3.4 风洞和模型的防护491

5.3.5 实验方法491

5.3.6 实验结果492

5.3.7 风洞实验数据的修正与使用及其与飞行数据的比较494

5.4 嗡鸣实验496

5.4.1 嗡鸣的类型496

5.4.3 模型和支撑498

5.4.2 相似参数498

5.4.4 实验方法499

5.4.5 实验结果501

5.5 抖振实验502

5.5.1 相似参数503

5.5.2 模型和支撑504

5.5.3 抖振边界测量505

5.5.4 抖振深入特性测量508

5.5.5 抖振载荷测量511

5.5.6 抖振实验对风洞气流品质和对 Re 数的要求512

5.5.7 实验结果及其与飞行数据的比较514

5.6 动导数实验518

5.6.1 相似参数518

5.6.2 实验方法519

5.6.3 模型和支撑525

5.6.4 实验装置528

5.6.5 实验结果及其影响因素531

5.6.6 实验结果与飞行数据的比较536

5.7.1 突风的产生537

5.7 突风响应实验537

5.7.2 实验方法539

5.7.3 模型和支撑539

5.7.4 实验结果及其与飞行数据的比较541

5.8 地面风载实验545

5.8.1 地面风载简述545

5.8.2 相似参数547

5.8.3 模型548

5.8.4 实验方法549

5.8.5 数据处理552

5.8.6 实验结果553

5.9 投放模型实验555

5.9.1 相似参数556

5.9.2 实验方法561

5.9.3 模型和支架562

5.9.4 实验装置564

5.9.5 实验结果及其与飞行数据的比较566

5.10.1 实验方法568

5.10 捕获轨迹实验568

5.9.6 外挂物投放轨迹品质的评价568

5.10.2 模型和实验装置569

5.10.3 实验结果及其与飞行数据的比较573

5.10.4 捕获轨迹实验与动力相似模型实验的比较578

5.11 风洞模型自由飞实验579

5.11.1 相似参数580

5.11.2 实验方法580

5.11.3 模型581

5.11.4 模型投放(发射)装置583

5.11.5 数据记录及实验结果586

5.12 尾旋实验588

5.12.1 飞机的尾旋运动589

5.12.2 立式风洞592

5.12.3 相似参数594

5.12.4 模型595

5.12.5 实验结果及其与飞行数据的比较595

参考文献598

主题词索引620