風洞試驗手冊

《風洞試驗手冊》可作為風洞試驗工作人員的工具書，為氣動力設計和進行風洞試驗提供依據；也可作為其他氣動研究工作者和有關工程技術人員的參考書；並為型號設計單位了解我國風洞試驗能力協調、安排風洞試驗任務提供基本技術資料。

基本介紹

• 書名：風洞試驗手冊
• 作者：范潔川、邵箭 
• ISBN：9787801349859
• 出版社：航空工業出版社
• 出版時間：2002年12月 
• 責任編輯：邵箭

內容簡介

本手冊根據我國風洞設備試驗的發展情況，編入了9座生產性低風洞（口徑在2.25m量級以上）和11座跨超速風洞（口徑在0.6m量級 能上能下）的有關資料，並對風洞試驗的主要技術問題作了系統，簡明的介紹。內容包括：風洞設備、模型及支撐系統，空氣動力天平，流場校測與棟模度驗，測試設備，試驗程式和試驗方法，流動顯示與測量、工業空氣動力風洞試驗，以及試驗數據的修正和使用等，其中含有大量數據，圖表和曲線。全部內容力求做到實用、嚴謹，儘可能體現我國風洞試驗技術發展的最新面貌。

目錄

緒論

第1章 風洞設備

1.1 概述

1.2 低速風洞

1.2.1 FL-12風洞

1.2.2 FL-13風洞

1.2.3 FL-14風洞

1.2.4 FL-8風洞

1.2.5 FD-09風洞

1.2.6 NF-3風洞

1.2.7 NH-2風洞

1.2.8 北大φ2.25m風洞

1.2.9 DFD-03風洞

1.3 跨超聲速風洞

1.3.1 FL-21風洞

1.3.2 FL-23風洞

1.3.3 FL-24風洞

1.3.4 FL-26風洞

1.3.5 FL-1風洞

1.3.6 FL-2風洞

1.3.7 FL-7風洞

1.3.8 FD-06風洞

1.3.9 FD-08風洞

1.3.10 CG-01風洞

1.3.11 NH-1風洞

第2章 模型及其支撐系統

2.1 概述

2.2 模型

2.2.1 低速風洞試驗模型

2.2.2 亞跨超聲速風洞試驗模型

2.3 模型支撐系統

2.3.1 低速風洞模型支撐系統

2.3.2 亞跨超聲速風洞模型支撐系統

第3章 空氣動力天平

3.1 機械天平

3.1.1 概述

3.1.2 機械天平的干擾

3.1.3 機械天平的調整

3.2 應變天平

3.2.1 概述

3.2.2 應變天平測量及力和力矩的分解原理

3.2.3 應變天平元件

3.2.4 應變天平連線件

3.2.5 應變計

3.2.6 應變天平電路補償

3.2.7 應變天平使用與維護

3.3 天平的校準

3.3.1 概述

3.3.2 天平的靜態校準

3.3.3 天平的動態校準

3.4 附表

3.4.1 低速風洞使用的機械天平

3.4.2 低速風洞使用的應變天平

3.4.3 跨超聲速風洞使用的應變天平

3.4.4 天平使用的應變計

3.4.5 應變天平校準設備

第4章 流場校測與標模試驗

4.1 概述

4.2 流場校測

4.2.1 低速風洞流場校測項目

4.2.2 低速風洞流場品質要求

4.2.3 低速風洞流場校測方法與數據處理

4.2.4 跨超聲速風洞流場校測項目

4.2.5 跨超聲速風洞流場品質要求

4.2.6 跨超聲速風洞流場校測方法與數據處理

4.3 標模試驗

4.3.1 低速風洞標模

4.3.2 低速風洞標模試驗方法與數據處理

4.3.3 低速風洞標模試驗結果

4.3.4 低速風洞測力精度要求

4.3.5 跨超聲速風洞標模

4.3.6 跨超聲速風洞標模試驗方法與數據處理

4.3.7 跨超聲速風洞標模試驗結果

4.3.8 跨超聲速風洞測力精度要求

第5章 測控系統

5.1 概述

5.1.1 風洞測控系統

5.1.2 風洞測控技術的發展

5.2 風洞測控系統的特點和一般要求

5.3 風洞的測量和控制參數

5.3.1 風洞的測量參數

5.3.2 風洞的控制參數

5.4 風洞測控系統的典型形式

5.4.1 集中控制系統（CCS）

5.4.2 分散控制系統（DCS）

5.4.3 現場匯流排控制系統（FCS）

5.5 數據採集系統的技術指標、配置及參數選擇

5.5.1 主要技術指標

5.5.2 系統配置和參數選擇

5.5.3 數據採集系統的定期檢定

5.6 風洞的控制和運行監測系統

5.6.1 風速或M數控制

5.6.2 模型姿態角控制

5.6.3 風洞運行的監控系統

5.7 計算機及網路系統

5.7.1 系統硬體

5.7.2 系統軟體

第6章 試驗程式和試驗方法

6.1 風洞試驗程式

6.1.1 試驗前的準備

6.1.2 試驗實施

6.1.3 試驗後的工作

6.2 全模型測力試驗

6.2.1 相似參數

6.2.2 模型與試驗設備

6.2.3 試驗方法

6.2.4 模型表面邊界層的固定轉捩

6.2.5 坐標軸系和對應坐標軸的空氣動力、力矩及其係數

6.2.6 試驗數據處理

6.2.7 試驗曲線繪製

6.3 半模型試驗

6.3.1 試驗方法

6.3.2 半模型試驗中一些參數的確定

6.3.3 縫隙的影響及其消除方法

6.3.4 半模型試驗舉例及初步結論

6.4 模型表面壓力分布試驗

6.4.1 測壓模型的技術要求

6.4.2 試驗方法

6.4.3 數據處理

6.4.4 表面壓力分布測量的新方法

6.5 二維翼型試驗

6.5.1 試驗方法

6.5.2 側壁邊界層的影響及修正

6.6 地面效應試驗

6.6.1 試驗方法

6.6.2 數據處理與修正

6.7 鉸鏈力矩試驗

6.7.1 試驗方法

6.7.2 對模型的技術要求

6.7.3 鉸鏈力矩試驗天平

6.7.4 數據處理

6.8 進氣道試驗

6.8.1 試驗方法

6.8.2 進氣道出口流場畸變測量

6.8.3 數據處理

6.8.4 試驗曲線繪製

6.9 通氣模型測力試驗

6.9.1 模型

6.9.2 試驗方法

6.9.3 數據處理

6.9.4 流量係數φ對氣動係數的影響

6.9.5 通氣模型與堵錐模型試驗結果比較

6.10 噴流試驗

6.10.1 模擬參數的選擇

6.10.2 試驗方法

6.10.3 數據處理

6.11 噴氣式飛機的動力模擬試驗

6.11.1 引射式動力模擬器（EPES）法

6.11.2 渦輪動力模擬器（TPS）法

6.12 螺旋槳飛機的動力模擬試驗

6.12.1 相似參數

6.12.2 試驗方法.

6.12.3 兩種試驗方法的氣動係數比較

6.12.4 支架與洞壁干擾修正

6.12.5 試驗所需專用設備

6.13 降落傘試驗

6.13.1 相似參數

6.13.2 模型

6.13.3 試驗設備

6.13.4 試驗方法

6.13.5 試驗數據修正

6.14 彈射救生裝置試驗

6.14.1 模型

6.14.2 模型支撐與試驗

6.14.3 數據處理與修正

6.15 外掛物測力試驗

6.15.1 試驗方法

6.15.2 數據處理

6.15.3 外掛標模的試驗結果

6.16 外掛物投放試驗

6.16.1 相似準則

6.16.2 模型與支架

6.16.3 試驗裝置

6.16.4 試驗方法

6.16.5 試驗結果

6.17 外掛物軌跡捕獲試驗

6.17.1 試驗原理

6.17.2 試驗方法

6.17.3 試驗模型與試驗設備

6.17.4 數據處理

6.17.5 典型試驗結果

6.18 非定常壓力分布試驗

6.18.1 風洞和模型

6.18.2 動態壓力感測器的選擇、安裝和校準

6.18.3 試驗方法

6.18.4 數據處理

6.18.5 典型試驗結果

6.19 抖振試驗

6.19.1 風洞

6.19.2 模型

6.19.3 抖振試驗用儀器及分析系統

6.19.4 抖振邊界測量

6.19.5 抖振深入特性研究

6.19.6 抖振載荷測量

6.20 顫振試驗

6.20.1 相似準則

6.20.2 模型

6.20.3 模型的支撐

6.20.4 風洞和模型的防護

6.20.5 試驗方法

6.20.6 數據處理及典型試驗結果

6.21 動導數試驗

6.21.1 相似參數

6.21.2 模型及支撐

6.21.3 試驗方法

6.21.4 試驗裝置

6.21.5 試驗原理及試驗數據處理

6.22 大迎角非定常試驗

6.22.1 大迎角俯仰振盪試驗

6.22.2 大迎角機翼搖滾試驗

6.23 旋轉天平試驗

6.23.1 試驗原理

6.23.2 相似參數

6.23.3 旋轉天平試驗裝置

6.23.4 模型和支撐

6.23.5 試驗方法和數據處理

6.23.6 試驗內容與試驗結果

6.24 馬格努斯效應試驗

6.24.1 相似參數

6.24.2 試驗方法

6.24.3 試驗模型

6.24.4 天平

6.24.5 試驗結果

6.25 直升機試驗

6.25.1 相似參數

6.25.2 試驗模型

6.25.3 直升機試驗台

6.25.4 直升機試驗程式

6.25.5 幾種常用的直升機試驗方法

6.25.6 數據處理與修正

6.25.7 試驗結果

第7章 流動顯示與測量

7.1 概述

7.2 煙流法

7.3 氦氣泡法

7.4 油流法

7.5 絲線法

7.5.1 絲線流動顯示的基本問題

7.5.2 常規絲線法與螢光微絲法、流動錐法

7.5.3 絲線法的其他套用

7.6 升華法

7.7 液晶法

7.7.1 液晶流動顯示的基本問題

7.7.2 液晶流動顯示技術的套用

7.8 陰影法

7.8.1 陰影法的基本原理和試驗裝置

7.8.2 陰影法流動顯示技術的套用

7.9 紋影法

7.9.1 紋影法的基本原理和試驗裝置

7.9.2 紋影法流動顯示技術的套用

7.9.3 雷射彩色紋影流動顯示技術

7.10 干涉法

7.10.1 干涉法的基本原理

7.10.2 馬赫-增德爾干涉儀

7.10.3 橫向錯位干涉儀

7.11 片光流動顯示技術

7.11.1 片光流動顯示的基本原理和試驗裝置

7.11.2 微機控制的多片光流動顯示

7.11.3 光導纖維片光流動顯示

7.11.4 片光流動顯示技術的套用

7.12 蒸汽屏流動顯示技術

7.12.1 蒸汽屏流動顯示的基本原理和試驗裝置

7.12.2 在氣流中形成最佳霧濃度的條件

7.12.3 水蒸氣凝結對流場的影響

7.12.4 蒸汽屏流動顯示技術的套用

7.13 彩色圖像流動顯示技術

7.13.1 彩色圖像流動顯示的基本原理

7.13.2 彩色圖像流動顯示試驗裝置

7.13.3 彩色圖像流動顯示技術的套用

7.14 雷射測速儀

7.14.1 雷射測速儀（LDV）的基本原理

7.14.2 光學系統

7.14.3 散射微粒

7.14.4 信號的分析與處理

7.14.5 雷射測速儀的套用

7.15 熱線風速儀

7.15.1 熱線測速原理

7.15.2 基本電路

7.15.3 熱線的熱量損失

7.15.4 熱線的靜、動態特性

7.15.5 熱線與熱膜探頭

7.15.6 影響測量結果的因素及修正方法

7.15.7 熱線測量套用

7.16 粒子圖像測速技術

7.16.1 粒子圖像測速及其基本原理

7.16.2 PIV系統的基本構成

7.16.3 若干基本試驗參數選擇問題

7.16.4 二維PIV在流動顯示中的套用

7.16.5 三維粒子圖像測速技術

7.17 雷射誘導螢光（LIF）流動顯示與測量技術

7.17.1 雷射誘導螢光測速基本原理

7.17.2 試驗裝置的基本組成

7.17.3 數據處理

7.17.4 套用實例

7.18 紅外成像技術

7.18.1 紅外成像技術的基本原理

7.18.2 紅外熱像儀與溫度測量

7.18.3 紅外成像技術在風洞試驗中的套用

7.19 發光壓力感測技術

7.19.1 概述

7.19.2 發光壓力感測技術原理

7.19.3 發光壓力感測器（LPS）和壓敏塗料（PSP）的結構

7.19.4 LPS和PSP特性

7.19.5 光學壓力測量（OPM）方法

7.19.6 測量誤差分析

7.19.7 套用實例

第8章 工業空氣動力風洞試驗

8.1 概述

8.2 風力機試驗

8.2.1 概述

8.2.2 風洞試驗相似準則

8.2.3 風洞試驗項目

8.3 建（構）築物風洞試驗

8.3.1 概述

8.3.2 風洞試驗相似準則

8.3.3 風洞試驗項目

8.4 橋樑風洞試驗

8.4.1 概述

8.4.2 橋樑風洞試驗相似準則

8.4.3 風洞試驗項目

8.5 汽車風洞試驗

8.5.1 概述

8.5.2 風洞試驗相似準則

8.5.3 風洞試驗項目

8.6 列車風洞試驗

8.6.1 概述

8.6.2 列車風洞試驗相似準則

8.6.3 風洞試驗項目

第9章 風洞試驗數據修正

9.1 概述

9.1.1 測量系統偏差修正

9.1.2 風洞氣流品質偏差修正

9.1.3 與模型模擬有關的修正

9.1.4 支架干擾修正

9.1.5 洞壁干擾修正

9.1.6 尺度效應修正

9.2 支架干擾及其修正

9.2.1 典型支撐方式支架干擾的特點及減小支架干擾的措施

9.2.2 支架干擾的修正方法

9.3 洞壁干擾及其修正

9.3.1 洞壁干擾的性質及類型

9.3.2 減小洞壁干擾的方法

9.3.3 洞壁邊界條件

9.3.4 洞壁干擾的試驗修正法

9.3.5 映像法和Maskell法

9.3.6 有限基本解法（渦格法）

9.3.7 數值計算法

9.3.8 壁壓信息法

9.3.9 某些特殊風洞試驗的洞壁干擾修正

9.4 尺度效應

9.4.1 概述

9.4.2 零升阻力的雷諾數影響修正方法

9.4.3 升致阻力的雷諾數影響修正方法

9.4.4 雷諾數對飛機升力係數的影響

9.4.5 雷諾數對邊界層轉捩位置的影響

9.4.6 雷諾數對其他氣動現象和氣動力的影響

9.4.7 動態試驗中的尺度效應

9.5 風洞數據與飛行數據的相關性

參考文獻