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发表于 2024-3-3 10:18:25
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【航空航天先行官】29基地正处于全面建成世界一流国家气动中心的关键时期
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国外风洞技术发展与试验能力调研报告 " I& ^3 w6 w$ S
引言
. B% V. z- |% ?6 o/ `( z' [8 c* p) w; Q
风洞体现了一个国家综合国力的强弱，反映了一个国家科技和工业发展及国民经济的现状，代表了一个国家空气动力学的试验水平，往往被作为国家的重要战略资源。到目前为止，世界风洞技术最强的国家就是美国、俄罗斯和中国，这三个国家也是世界上航空工业水平最顶尖的国家。俄罗斯的风洞，绝大部分都是继承自苏联。靠着这些性能优秀的风洞，俄罗斯有了设计高超音速导 弹外形的重要基础。美国的地面试验设备规模大、种类齐全，形成了完备的风洞试验设备体系，涵盖亚、跨、超、高超音速速度范围，可开展气动力/热、防热、结构、控制、推进一体化等试验，试验总体能力处于世界领先水平。5 Q) ]4 j5 y5 m: b8 q$ t: z
风洞试验是开展先进飞行器预研、型号设计/评估和CFD工具验证的重要手段。国外各国通过加强核心风洞设备改造，提高试验模拟能力；改进和创新风洞测试技术，提高试验精细化水平。在国外大型高品质风洞成为型号试验研究的主力军。大型风洞试验设备和试验技术研究是提高未来航空航天飞行器性能的基础。国外航空航天大型科研机构对风洞设备和试验技术的改进一直在持续发展中，在大型风洞试验飞行器研制中取得了新的进步。国外风洞领域开展的工作将为我国提供很好的学习和借鉴经验。透过国外航空航天发达国家风洞试验设备、试验技术和风洞试验情况的发展，可以从侧面了解和认识国外发达国家风洞试验和飞行器研究的现状，分析发展趋势，从而为我国风洞设备建设和型号研制提供参考。& {( S$ T+ B: }+ s3 f e
8 _7 n) y/ J5 U【正文目录】4 [& W. L5 G6 x' i8 Q
第一章 国外风洞技术发展与试验能力概述$ ~& e& Y( l& P3 L$ X% W/ n
第一节 风洞概述) u$ o7 }3 l4 T l
一、风洞与风洞试验" E( w# N6 u; t0 c- ]% x: `9 f
二、风洞组成及分类; `( D$ S9 i. A2 s" Y5 y$ Q
三、风洞用途
/ |, \; Y$ G" B6 d5 c& d$ s, _第二节 重点国家及地区风洞技术发展与试验能力概述
# Y8 B% H+ p: z! [- P/ o" `一、美国
! H+ ^& n' N% U+ S5 G# z+ O二、俄罗斯9 J {" y& a @+ c; @
三、欧洲
; e2 z4 _; g7 H% \- A% [) U: x四、其他国家/ F P) R/ Y1 S( E
第三节 国外风洞技术与试验发展趋势
9 l" U$ K0 z1 u& T8 Q* I0 h第二章 国外风洞设施与试验技术研究: U2 _! l1 w- d' R- j$ s4 c8 c
第一节 国外风洞通用先进试验技术研究& m- c- U8 v& e, H, ?
一、风洞试验标准化
" K4 V: U# t3 A8 Q H% F二、MDOE在风洞试验中应用. A: l. C; n1 i; E; f% n, l
三、风洞测控系统的通用化和模块化
9 S5 ^, u! I9 G( }四、远程试验平台（互联网+）2 L* O7 u V# o
第二节 国外风洞个体先进测试技术研究
! |, Y" K2 _9 T, Q7 P: R4 E2 ?5 h一、模型变形及姿态测量
. ~# H3 B, w: M9 k; Z8 e! j二、模型气动力测量, \4 p5 ?- W& T8 b5 s6 m1 w
三、模型表面压力测量( Y, Z: x4 X5 s. e" T; n
四、空间流场测量
+ k- u& B9 o! t3 P( R五、温敏漆技术
: g8 Q7 }1 ?, }- a' u' [第三节 国外风洞天平技术研究8 n1 e# C: v {
一、主要风洞天平研究
' x* ~. k5 t4 C3 }' e2 B二、风洞天平校准技术2 V+ M$ K: ?$ M, u8 z$ M/ O) f
第四节 国外风洞测压试验校准技术研究
% h" t; U# a* { z$ w6 S: ~一、常规分布测压系统校准
! g$ e ]6 n2 ^3 B% k3 O# V6 o二、压力扫描阀校准技术3 X- C" o Z5 W, R3 }0 P% s3 @3 M
三、压敏漆校准技术' f5 m. r/ [. g
第五节 国外高超音速风洞试验技术研究. |( K5 o- d( c2 P" |) ^8 y
一、气动力测量技术
) Q' M# W; c# K+ j, T& Z5 [二、气动热测量技术- [/ @! m0 k' S6 f% Q
三、光学诊断技术8 s* A/ X- G6 d$ {: x2 V
四、驱动技术
$ m/ k4 D& L) C2 i五、流场检测技术
' K& T+ z& s) v$ `$ L$ g六、特种试验技术
) Y o( x+ {5 \' Y第六节 国外低温风洞关键技术研究/ c" N# u' w7 A, k8 n$ ^
一、液氮供给和气氮排出系统
+ S' o- J' j" s+ Y: g二、洞体的绝热保温及热变形控制( |! [8 j- _, N! s
三、低温压缩机设计与制造技术
: h: Z4 z7 k, O1 c/ N, e0 @, W' U' D四、风洞运行多变量控制技术
3 m. _8 |3 W4 j第三章 美国主要风洞设施与试验能力/ Y+ I& u5 A! L, W3 @0 T* o
第一节 阿诺德工程发展中心（AEDC）风洞设施$ X5 N/ D% |* W/ R7 t. \% ~- k( g
一、推进风洞设施（PWT）; U) G! m6 e: H' {" j. k$ X
二、冯卡门气动试验设备（VKF）
5 y s# k8 t( Z1 z三、国家全尺寸风洞（NFAC）
y6 B. C1 n! l! r8 R( ~3 F4 @" i四、空气动力和推进测试装置（APTU）( J. |% d; H, c8 p
五、9号高超音速风洞
8 I8 v: f- ?* s1 {) q7 P' w第二节 埃姆斯研究中心（NASA-ARC）国家统一规划风洞
7 U6 H$ N# Z/ G; `一、11×11ft跨音速风洞
0 ?2 Z$ @4 F5 N2 Y% \$ o6 _4 b% x, v二、9×7ft超音速风洞
& A, H1 }$ E; G& {3 h第三节 兰利研究中心（NASA-LRC）风洞设施# v: l" f( p, Z }
一、国家跨音速风洞（NTF）
* c2 d+ I. q; B' y r1 s( ]- a二、统一规划风洞（UPWT）
1 V3 h* p0 ^* T8 n: \* j5 a- M三、8ft高温风洞
) H) ^! H" Q' n: [第四节 格伦研究中心（NASA-GRC）风洞设施
* T0 J" R) F% O7 {3 T一、10ft×10ft超音速风洞
3 `5 w- p) s5 e6 \5 A二、1ft×1ft超音速风洞
% D1 B; r/ j: A三、8ft×6ft超音速风洞
* F# y) G+ r* d, u2 h, e四、9ft×15ft低速风洞7 F4 t/ s! q3 a% ~, C! r0 A
五、高超音速风洞（HTF）6 n1 b; x6 n3 b- V
六、结冰风洞（IRT）9 ?% t+ S; ^( J' `5 R0 D( P
第五节 卡尔斯本大学布法罗研究中心（CUBRC）LENS风洞设施
" ^( [" H& O9 V/ o9 O! B- J9 `一、LENSⅠ激波风洞
7 ~/ ?1 `3 f( h! d2 r二、LENSⅡ激波风洞9 p# n5 ` `7 \, k
三、LENS XX膨胀管风洞
5 B* z& _5 k9 x t5 O$ k/ X# O第六节 美国其他风洞设施与试验能力3 p8 ]7 t) Y; B1 w% T
一、波音风洞$ _0 ?9 b& C) q* Q3 \
二、洛马航空低速风洞7 [. l5 L- N& j- Q* Y s
第四章 俄罗斯主要风洞设施与试验能力4 A4 D8 e$ z5 W/ z
第一节 中央空气流体动力学研究院（TsAGI）风洞设施/ t' e( D$ L( y& R
一、T-117高超音速风洞) C! H- C' P% F# d
二、亚跨音速风洞
D4 ]: v. B; f3 r' j+ [, B三、超音速风洞
, D7 R4 r' \! K' b2 \第二节 西伯利亚理论与应用力学研究所（ITAM）风洞设施/ {- U# _& N4 u b! B1 Z
一、AT-303高超音速风洞
% e8 h/ o1 u9 d3 {3 n, R二、T-325低噪声风洞
3 O3 L5 Z" g* h1 D三、T-313超音速风洞
o1 i, b- \& U+ R4 f+ o四、IT-302M高超音速热射流风洞
2 Q: ~6 A( J1 D& Y& v4 C5 l0 d+ S五、T-324亚音速风洞
2 I/ b9 Y1 z( x; s% L第三节 西伯利亚恰普雷金航空研究院（SibNIA）风洞设施, |4 _0 q" l4 M% f" C1 U
一、T-203亚音速风洞7 C% ]6 r( j7 D( D3 k
二、T-205M跨音速风洞/ o9 K+ i% X, o/ `
第五章 欧洲国家主要风洞设施与试验能力
$ Y+ o2 \: e- T7 j( o( J第一节 法国主要风洞设施与试验能力- A( [. V1 H1 ]' E; v
一、S1MA跨音速风洞2 Q/ {: R# B( B D5 }1 R
二、S2MA亚跨超音速风洞 e( U5 Q5 h4 W1 t/ b
三、S3MA亚跨超音速风洞0 O0 [4 a' R* a8 R* H9 x$ O
四、S4A高超音速风洞
6 R+ `. e- Z( L$ Y4 g第二节 德荷联合主要风洞设施与试验能力
0 [8 @: G) k: S ]* A) j" B一、德国TWG跨音速风洞
3 `+ z8 U! C" ~) J0 F8 M二、德国NWB低速声学风洞
5 c+ K3 j. R' I" f三、荷兰HST跨音速风洞
, p' O1 ~6 v Q四、荷兰LLF大型低速风洞
6 {6 L5 A, I2 P- n* K五、荷兰SST超音速风洞5 T4 x+ }3 `6 |
六、荷兰LST低速风洞# Z) d* F0 G+ d; c9 R) [
第三节 英国TWT跨音速风洞与试验能力) k9 ]9 O1 l% V+ L
一、基本情况
; M% w# M3 P9 F2 w2 ~二、试验能力
- P2 b; p- P" n- s- T8 `, [$ b第四节 德国ETW欧洲低温跨音速风洞与试验能力
" h. ?1 b* Q. v1 B; k9 h一、基本情况
6 ]9 g# o( @& s0 O/ Y: [二、相关技术& R( b: a4 K# l% A4 c& d% f
三、试验能力
+ Z; d- T' i! ^- s3 e( _0 |第五节 意大利主要风洞设施与试验能力
/ d; l, b, Z$ B& H% w一、GVPM风洞5 n6 o i2 X# E! x* B8 d
二、CIRA结冰风洞
4 u1 w7 R8 K S X第六章 其他国家主要风洞设施与试验能力
5 u$ l# b. e C第一节 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）风洞设施与试验能力3 N8 h$ g$ \- S$ m1 S
一、高焓激波风洞
3 ]4 S+ Q5 v$ J, e二、0.5m/1.27m高超音速连续风洞9 B2 o! j2 l- r) B/ m8 _. I& F
三、6.5m×5.5m低速风洞* O; b0 E+ j% l4 M a
四、跨/超音速风洞* F" b" f9 l0 @8 U
第二节 加拿大国家研究委员会（NRC）风洞设施与试验能力
8 m; z- J5 h: [, v一、0.9m风洞1 s4 D' r+ M. t1 N
二、1.5m三音速风洞) G+ w* g! F$ w% s. |2 n3 ^
三、2m×3m风洞" P, B$ n5 x5 \ k- w ^! J4 h
四、3m×6m结冰风洞
* ~% Q( H( u. D; B4 d& b五、9m风洞
7 U* `' c, R+ ]$ T: y7 W+ I六、高空结冰风洞
0 r0 x8 I* H' D7 |$ D: ~第三节 印度风洞设施与试验能力
# Y' }' T5 l' I1 a% k$ N8 M# ], w一、印度国防研究发展组织（DRDO）高超音速风洞! b# v( \5 P* \; N
二、维克拉姆萨拉巴伊航天中心（ISRO-VSSC）风洞
2 O0 ?! S% K8 I5 D# h. G. T三、印度科学研究所航空航天工程部风洞# |2 Z4 G5 ~. D# s: q j
四、印度理工大学坎普尔分校国家风洞设施（NWTF）
3 J3 \& j+ h8 a" `: F( v1 }第四节 其他国家风洞设施与试验能力
4 U/ q( g) |1 K2 T$ Z3 b8 `) j& Q一、以色列IAI风洞中心试验设施 a) D2 K% v" A
二、土耳其安卡拉风洞（ART）
2 T) R4 e; X) ~1 Z; O* J第七章 国内风洞技术水平评估与发展建议8 e! K. k2 t1 H
第一节 我国风洞技术发展及试验能力概述 Z7 Q9 i- X7 X3 L" _! A7 S1 Y! S
第二节 国内外风洞技术发展水平对比
! e2 o: Q% t) {- p+ r% S5 t' ^7 o第三节 对我国风洞试验机构的发展建议
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