炎炎夏日,航材小叮當頂著40度的大太陽走在街頭,幻想有一陣涼爽的風吹來,那是怎么樣“頂級”的享受啊!說到大自然的風,我突然就想到了“風洞”,能去那里面玩一玩“失重”一定是很棒的!有的朋友可能不知道風洞是什么?我今天就帶大家去了解一下風洞的來歷與現狀!
“風洞”簡單來說就是一個研究空氣動力學的實驗室,科學家們能夠在這個實驗室里面控制空氣流向,來模擬飛行器等物體實際工作時的氣體流向,獲取精準的實驗數據。這樣有趣的實驗方式是怎么被發明出來的呢?這就又回到航材小叮當的老本行——航空領域了,“風洞”就是在我們發明、改進航空飛機的過程中誕生的!
“風洞”的誕生
根據我們已知的消息,全世界第一個風洞誕生在英國人韋納姆手中,他的風洞實驗就是一個兩段開口的木箱。能夠正式開始實驗運用的風洞,則發明于1900年萊特兄弟手中,他們為了保證第一次動力飛行的安全性建造了一個風洞,該風洞的氣流速度40~56.3千米/小時。他們在隨后的兩年中陸續進行了風洞實驗,并成功制作出第一家飛上藍天的飛機。
“風洞”的分類
如果按照復雜的說法,風洞是可以分成很多種類的。今天航材小叮當就按照航空領域普遍認可的方式,將風洞按照流動速度和運行時,這兩種分類方式給大家講解一下。
首先是按照空氣流動速度的方法,可以分為低速風洞(馬赫數Ma<0.4)、高速風洞( 0.4≤Ma<5 )、高超聲速風洞(Ma≥5),風洞的空氣流動速度越高,所進行的空氣實驗就越復雜!
而按照運行時間可以將風洞分為:連續風洞(長時間運行)、暫沖風洞(數秒至數分鐘量級)和脈沖風洞。一般而言,隨著風洞試驗段氣流速度的增大,單位試驗段截面積所需要的驅動功率也顯著地增大。
“風洞”的案例
從萊特兄弟所發明的第一架飛機開始,風洞就一直在航空航天領域發揮著不可或缺的作用。在上個世界五十年代,美國為了研制出B-52轟炸機,至少進行了1萬小時的風洞實驗;世界上第一架航天飛機也是在風洞中進行了10萬小時以上的實驗,才能夠成功升天的。
“風洞”的未來
風洞不僅僅在航空航天領域擁有著重要的地位,我們日常生活中遇到的高樓大廈、高架橋、汽車等領域,也離不開空氣動力學的幫助。風洞能夠改進汽車、高鐵等交通工具的性能、能夠保證大型橋梁、建筑的安全性、能夠為體育事業提供支持、為城市規劃、環境改善提供科學依據,風洞離我們的生活并不遙遠,而是扮演著極為重要的角色。
時至今日,任何一個科技大國都要擁有屬于自己的風洞實驗室,其實驗水平也決定著國家航空航天領域的發展速度。現在,風洞是什么?你知道了嗎?
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