航空航天技術(shù)基礎(chǔ)

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1、航空航天技術(shù)基礎(chǔ)實驗報告（2012-2013年度第二學(xué)期）專業(yè)飛行器動力工程課程航空航天技術(shù)概論班級六一姓名王小東學(xué)號121506129老師馬高山時間2103/05引言1．實驗總體要求實驗是本課程重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是考核本課程學(xué)習(xí)成績的一個組成部分。通過實驗，要求學(xué)生達到：（1）了解煙風(fēng)洞和低速風(fēng)洞的基本工作原理，并掌握其使用方法；（2）基本掌握飛機的飛行原理、飛機的操縱性和穩(wěn)定性；（3）了解渦輪噴氣發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)、基本適用范圍和主要性能指標(biāo)；（4）正確進行實驗數(shù)據(jù)的整理、對實驗結(jié)果的分析，并獨立寫出實驗報告。2．航空航天技術(shù)基礎(chǔ)實驗安排分飛行原理實驗和發(fā)動機構(gòu)造實驗兩部分：（1）飛

2、行原理實驗（2）發(fā)動機構(gòu)造實驗鄭州航院航空工程系制實驗一、飛行原理實驗（一）實驗?zāi)康?．熟悉風(fēng)洞的功用和典型構(gòu)造；2．通過煙風(fēng)洞實驗觀察模型的氣流流動情況；3．通過低速風(fēng)洞的吹風(fēng)實驗了解升力與迎角、相對速度之間的關(guān)系；4．通過對不同的飛機模型進行吹風(fēng)實驗掌握飛機的穩(wěn)定性和操縱性。（二）實驗內(nèi)容1．觀察翼型模型或飛機模型在煙風(fēng)洞中的氣流流動情況；2．觀察飛機模型的迎角大小和相對速度對升力的影響規(guī)律；3．觀察飛機模型在受到擾動失衡之后如何自動恢復(fù)到平衡狀態(tài)；4．觀察飛機模型通過操縱設(shè)備來改變飛機的哪些飛行狀態(tài)。（三）實驗設(shè)備實驗設(shè)備主要包括：直流式低速風(fēng)洞、煙風(fēng)洞、以及各種不同類型的飛機吹風(fēng)模

3、型教具。如圖1-1所示是煙風(fēng)洞構(gòu)造示意圖。煙風(fēng)洞也是一種低速風(fēng)洞，主要用于形象地顯示出環(huán)繞實驗?zāi)Ｐ偷臍饬髁鲃拥那闆r，使觀察者可以清晰地看出模型的流線譜，或拍攝出流線譜的照片。1-發(fā)煙器；2-管道；3-梳狀管；4-實驗段；5-沉淀槽；6-煙量開關(guān)；7-煙速調(diào)整紐；8-模型迎角調(diào)整紐；9-發(fā)煙器及照明開關(guān)圖1-1煙風(fēng)洞構(gòu)造示意圖鄭州航院航空工程系制煙風(fēng)洞一般由風(fēng)洞本體、發(fā)煙器、風(fēng)扇電動機和照明設(shè)備等組成。風(fēng)洞的剖面呈矩形，為閉口直流式。煙從發(fā)煙器1產(chǎn)生，沿管道2流向梳狀管3（很多并列的細管），煙霧通過梳狀管形成一條條細的流線，流線流過實驗段4時，就可以觀察氣流流過模型時的流動情況。煙霧流過實驗

4、段后流人沉淀槽5，最后流到風(fēng)洞的外面。發(fā)煙器底部裝有電加熱器，把注入的礦油點燃而發(fā)煙。為了看得更清楚或方便攝影，風(fēng)洞實驗段后壁常漆成黑色，并用管狀的電燈來照明。如圖1-2所示是一種簡單的直流式風(fēng)洞的構(gòu)造示意圖。風(fēng)洞的人造風(fēng)是由風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)生的，風(fēng)扇由電動機帶動，調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速，可以改變風(fēng)洞中氣流的流速。1-電動機；2-風(fēng)扇；3-防護網(wǎng)；4-支架；5-模型；6-銅絲網(wǎng)；7-整流格；8-天平；9-空速管；10-空速表；11-收斂段；12-實驗段；13-擴散段圖1-2直流式低速風(fēng)洞直流式低速風(fēng)洞的工作過程如下：電動機1驅(qū)動風(fēng)扇2轉(zhuǎn)動產(chǎn)生人造風(fēng)，人造風(fēng)首先通過收斂段11，使氣流收縮，速度增大。氣

5、流通過整流格，使渦流減小，并在實驗段的進口處達到希望的流速，然后再以平穩(wěn)的速度通過實驗段12。飛機或機翼模型就放在實驗段的支架4上進行實驗。氣流從實驗段流過擴散段13，使流速降低，能量的損失減小。最后氣流通過防護網(wǎng)3流出風(fēng)洞之外。進行風(fēng)洞實驗還需要一些精密的儀器設(shè)備，如測量模型上的空氣動力大小的天平8、測量氣流速度的空速表10和空速管9，以及溫度汁、氣壓計和濕度計等，另外，還需要模型表面壓力分布的壓力計、數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備以及控制風(fēng)洞運行的其他設(shè)備等。（四）實驗步驟、方法及數(shù)據(jù)記錄1．實驗步驟（以直流低速風(fēng)洞為例）（1）連上電源線（電源接頭在設(shè)備背部），接通操作面板上的電源開關(guān)（按綠色按鈕

6、）；（2）首先轉(zhuǎn)動電壓調(diào)整羅盤至零位，然后打開電壓和電流開關(guān)，觀察電壓表和電流表指示是否正常；鄭州航院航空工程系制（3）確認電壓表和電流表正常后，將需要實驗的翼型模型或飛機模型放置在實驗段，并固定好；（4）轉(zhuǎn)動電壓調(diào)整羅盤，逐漸提高電動機功率（功率不高于140）；（5）達到所要求的實驗風(fēng)速后，對翼型模型或飛機模型進行相應(yīng)的操作，觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果；（6）將電壓調(diào)整羅盤調(diào)整至零位，電壓和電流開關(guān)，關(guān)閉操作面板上的電源開關(guān)（按紅色按鈕），關(guān)閉電源，并將翼型模型或飛機模型放回原處。2．實驗方法（1）將飛機模型或翼型模型置于實驗段的固定位置，調(diào)整電動機功率，使實驗段氣流達到預(yù)定風(fēng)速。（2）

7、分別測量在某幾個迎角（取a=15o,20o,25o,30o）時升力系數(shù)Cx、阻力系數(shù)Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并將測量數(shù)據(jù)記錄于下表。迎角a15o20o25o30o升力系數(shù)Cx阻力系數(shù)Cy升阻比K=Cx/Cy3．實驗數(shù)據(jù)記錄（1）記錄實驗時翼型模型或飛機模型的迎角的角度；（2）記錄實驗時電動機功率的大小和氣流的流速；（3）記錄實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果。（五）思考題1．風(fēng)洞實驗有何作用？答：依據(jù)運動的相對性原理，將飛行器