風洞自由飛試驗

風洞自由飛試驗主要關心的是反映靜、動穩定性的靜、動導數,因此只考慮模型俯仰和偏航方向的角運動，忽略模型的平動。雙平面拍攝在風洞自由飛試驗技術上的成功套用大大提升了風洞自由飛試驗對於實際飛行狀態的模擬能力。

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基本介紹

• 中文名：風洞自由飛試驗
• 外文名：Wind tunnel free flying test
• 裝置：同步控制設備、光路系統等
• 拍攝發展過程：單平面光路拍攝到雙平面光路拍攝
• 套用：飛行器動穩定性研究
• 主要考慮參數：反映靜、動穩定性的靜、動導數

背景

由於沒有支撐干擾，能比較真實的模擬飛行狀態，且通過高速攝影可以對模型飛行狀態進行直接觀察，因此風洞自由飛試驗技術在飛行器動穩定性研究中顯示了獨特的優越性.

國內的風洞自由飛試驗一直是以單平面(垂直平面)拍攝為主，而對於飛行器飛行中產生的俯仰和偏航兩平面耦合振盪運動，如錐形運動等非平面運動問題，單平面拍攝所記錄和觀察到的運動特徵不充分.對於非軸對稱的飛機型飛行器的風洞自由飛試驗而言，則必須發展非平面的觀測技術,對水平平面運動也要作同步記錄，才能準確識別出耦合的動態氣動特性。

拍攝發展過程

國內外的風洞自由飛試驗技術均經歷了從單平面光路拍攝到雙平面光路拍攝的發展過程。單平面拍攝風洞自由飛試驗通常用於非旋轉模型的風洞自由飛試驗.由於模型無旋轉，為簡化研究而將其視為平面運動，只對其豎直方向的運動特徵進行記錄，在預置較大的攻角下獲得俯仰方向的靜、動導數等參數.旋轉模型由於存在俯仰和偏航兩方向運動的禍合，呈現非平面運動狀態，只用單平面光路來進行拍攝將使記錄和觀察到的運動特徵不夠充分，因而國內外研究人員均發展了雙平面光路用於對旋轉模型的風洞自由飛試驗進行拍攝。

風洞自由飛試驗

多體分離風洞自由飛試驗

多體分離風洞自由飛試驗也即在風洞自由飛試驗的基礎上開展的多體分離試驗，其原理是使預先將各分離體鎖緊為一體的飛行器模型，在風洞流場中迎氣流方向發射，使其自由飛行至觀察窗處時，分離解鎖裝置觸發解鎖，從而使各分離體實現分離，同時通過高速攝像等記錄設備對各分離體分離過程及分離前後飛行軌跡進行拍攝記錄，實現對多體之間分離時的干擾特性及運動軌跡的研究。

第1階段，模型作為一個整體由發射裝置迎著風洞氣流方向發射入流場；

第2階段，模型自由飛入觀察窗範圍，高速攝影開始對其飛行軌跡進行拍攝記錄，此時模型前後級仍未分離； 第3階段，分離解鎖機構解鎖，模型前後級開始分離；

第4階段，分離過程完成，模型前、後級各自飛出觀察窗。

裝置

模型發射機構、記錄設備、同步控制設備及光路系統等均是試驗所需要的，如通常採用高速攝像機來對分離體的分離過程和飛行軌跡進行記錄，分離過程是瞬態動態過程，一般僅有幾十毫秒；而為了對分離過程進行更為準確的觀察和記錄，採用雙光路來進行拍攝更佳；採用同步控制儀來實現對模型發射系統和高速攝像機的同步啟動控制等。.