风洞特种试验技术PDF电子书下载

绪论 1

0.1 风洞试验在飞行器设计中的作用 1

0.2 风洞特种试验的主要目的和内容 1

0.3 风洞特种试验的特点 4

0.4 风洞试验（包括风洞特种试验）的展望 5

第1章 动力模拟试验 8

1.1 螺旋桨飞机的动力模拟试验 8

1.1.1 动力模拟的相似参数 8

1.1.2 动力模拟的双匹配要求 9

1.1.3 一种简单的模拟思路 11

1.1.4 试验模型与试验装置 13

1.1.5 动力模拟试验 15

1.1.6 数据的修正与处理 17

1.1.7 试验结果以及比较分析 20

1.2 喷气动力飞机的进气道试验 23

1.2.1 试验模型与装置 24

1.2.2 试验方法 25

1.2.3 数据处理 28

1.2.4 进气道流场品质 31

1.2.5 试验曲线的绘制 35

1.2.6 新型进气道的风洞试验技术特点和展望 36

1.3 喷气动力飞机的喷流试验 37

1.3.1 试验的模拟参数 38

1.3.2 试验模型和设备 42

1.3.3 喷流试验方法 47

1.3.4 数据处理与修正 49

1.3.5 试验结果 49

1.4 推力转向试验 50

1.4.1 试验模型和设备 51

1.4.2 试验方法 54

1.4.3 数据处理 56

1.4.4 试验结果 56

1.5 进、排气组合动力模拟试验 57

1.5.1 引言 57

1.5.2 试验模型和设备 59

1.5.3 试验方法 76

1.5.4 数据处理 80

1.5.5 试验结果与分析比较 85

1.5.6 后语 87

第2章 多体干扰与分离试验 88

2.0 符号说明 88

2.1 概述 89

2.2 外挂物测力试验 91

2.2.1 试验目的 91

2.2.2 外挂物气动特性试验方法 91

2.2.3 外挂物模型试验结果 93

2.2.4 外挂物分段测力试验技术 98

2.2.5 试验技术的关键点 100

2.3 外挂物投放试验 104

2.3.1 外挂物分离轨迹测量的方法 104

2.3.2 外挂物分离的形式 104

2.3.3 外挂物投放试验的目的 105

2.3.4 投放试验的相似准则 105

2.3.5 低速投放试验 106

2.3.6 高速投放试验 107

2.3.7 模型和支撑的要求 108

2.3.8 试验装置 109

2.3.9 试验中关于助投力的确定 113

2.4 捕获轨迹试验 113

2.4.1 概述 113

2.4.2 捕获轨迹试验的特点 114

2.4.3 捕获轨迹试验原理及系统的组成 115

2.4.4 六自由度机构运动的控制系统模式 139

2.4.5 轨迹的图形显示 149

2.4.6 带控制律CTS试验 152

2.5 关于内埋武器舱的特性 154

2.6 多体分离抛撒初条件与分离特征参数 157

2.6.1 概述 157

2.6.2 多体分离的重要特征参数 158

2.7 机载多用途布撒器与风洞试验 160

2.7.1 机载多用途布撒器 160

2.7.2 布撒器的风洞试验 160

第3章 气动弹性试验 162

3.1 静弹性试验 163

3.1.1 飞行器弹性变形对气动特性的影响 163

3.1.2 相似参数 165

3.1.3 静气动弹性模型 166

3.1.4 试验方法 167

3.1.5 试验结果及其与飞行数据的比较 168

3.2 抖振试验 169

3.2.1 相似参数 170

3.2.2 抖振模型和支撑 170

3.2.3 抖振试验对风洞气流品质和对雷诺数的要求 171

3.2.4 抖振边界的测量 172

3.2.5 抖振深入特性测量 176

3.2.6 抖振载荷测量 177

3.2.7 试验结果及其与飞行数据的比较 178

3.3 颤振试验 180

3.3.1 相似参数 180

3.3.2 颤振模型 182

3.3.3 模型的支撑方式 193

3.3.4 风洞和模型的防护 196

3.3.5 试验方法 197

3.3.6 数据处理及试验结果 200

3.4 嗡鸣试验 201

3.4.1 嗡鸣类型 202

3.4.2 相似参数 202

3.4.3 嗡鸣模型 202

3.4.4 试验方法 205

3.4.5 试验结果 206

第4章 动导数试验 208

4.1 概述 208

4.1.1 动导数 208

4.1.2 动导数风洞试验 210

4.2 动导数试验方法 211

4.2.1 自由振动试验方法 211

4.2.2 强迫振动试验方法 213

4.2.3 交叉导数和交叉耦合导数 215

4.2.4 多自由度自由振动试验 217

4.3 试验装置 218

4.3.1 弹性铰链和动态天平 218

4.3.2 动导数试验支撑方式 224

4.3.3 激振系统 232

4.4 试验装置调试和标模试验 235

4.4.1 试验装置调试 235

4.4.2 标模试验 236

4.5 风洞试验 243

4.5.1 模型设计 243

4.5.2 模型-天平系统地面试验 244

4.5.3 风洞试验 245

4.5.4 动导数试验的数据处理方法 245

4.5.5 动导数试验的不确定度 246

4.6 大迎角试验的特殊问题 247

4.7 高超声速试验的特殊问题 250

4.8 动导数试验技术的发展趋势 254

第5章 大迎角非定常试验 257

5.1 概述 257

5.2 大迎角非定常气动力试验 259

5.2.1 模拟准则 259

5.2.2 低速风洞动态试验标模 260

5.2.3 试验装置及测控设备 260

5.2.4 大幅滚转振荡试验 265

5.2.5 大幅俯仰振荡试验 267

5.2.6 大幅侧滑振荡试验 268

5.2.7 偏航和滚转耦合振荡试验 269

5.2.8 俯仰和滚转耦合振荡试验 271

5.3 单、双自由度大幅拉升运动试验 272

5.3.1 大幅拉升运动的历程描述 272

5.3.2 大幅拉升试验的测控与数据处理方法 273

5.3.3 单自由度大幅俯仰拉升试验 273

5.4 自由振荡试验 275

5.4.1 FL-5风洞机翼滚转试验 275

5.4.2 FL-5风洞自由偏航试验 276

5.5 旋转流场下大幅振荡试验 278

5.5.1 模拟准则 278

5.5.2 试验装置 279

5.5.3 旋转流场下大幅滚转振荡试验 280

5.5.4 旋转流场下大幅俯仰振荡试验 282

第6章 尾旋试验 287

6.0 符号说明 287

6.1 概述 288

6.1.1 尾旋研究的回顾和任务 288

6.1.2 尾旋的三个阶段 289

6.1.3 尾旋运动 290

6.1.4 尾旋的自然发展趋势 291

6.1.5 尾旋的改出 293

6.1.6 研究飞机尾旋的方法 294

6.2 立式风洞模型自由飞试验 294

6.2.1 立式风洞 294

6.2.2 相似参数 296

6.2.3 模型 298

6.2.4 试验方法 301

6.2.5 试验结果及与飞行数据的比较 303

6.3 旋转天平试验 305

6.3.1 相似参数 306

6.3.2 试验装置 308

6.3.3 模型和支撑 315

6.3.4 试验方法和数据处理 317

6.3.5 试验结果及比较 322

第7章 风洞模型自由飞试验 328

7.0 符号说明 328

7.1 概述 328

7.2 动态缩比准则 330

7.2.1 动力学相似 330

7.2.2 运动学相似 333

7.3 风洞自由飞试验 334

7.3.1 试验设备 335

7.3.2 气动参数辨识 339

7.3.3 模型设计准则 352

7.3.4 试验步骤 353

7.3.5 试验实例 353

7.4 低速风洞带动力自由飞试验 359

7.4.1 试验设备 363

7.4.2 模型设计准则 363

7.4.3 试验设计 364

7.4.4 试验实例 368

第8章 马格努斯效应试验 369

8.1 概述 369

8.2 试验原理 371

8.2.1 相似参数 371

8.2.2 气动力表示 373

8.3 试验技术 374

8.3.1 模型支撑 374

8.3.2 旋转的驱动 375

8.3.3 模型 378

8.3.4 天平和数据采集 381

8.4 试验结果 382

第9章 铰链力矩试验 384

9.0 符号说明 384

9.1 概述 384

9.1.1 模型铰链力矩测量试验 387

9.1.2 模型试验的特点 387

9.2 铰链力矩测量方法 388

9.3 铰链力矩试验方法 388

9.3.1 测量方案 389

9.3.2 试验模型和天平 391

9.4 铰链力矩试验结果数据处理 396

9.4.1 铰链力矩系数计算 396

9.4.2 天平弹性变形的修正 397

9.4.3 试验曲线绘制 397

9.5 试验结果与飞行数据的比较 398

9.6 高速风洞舵面铰链力矩试验技术研究 399

9.6.1 二维测压试验 399

9.6.2 三维模型试验 400

9.7 大长细比飞行器操纵面铰链力矩的测量方法 403

9.7.1 前言 403

9.7.2 研究方法 404

9.8 大型飞机铰链力矩试验技术 406

9.8.1 前言 406

9.8.2 试验模型的选取 407

9.8.3 研究方案 407

9.8.4 试验结果 408

9.9 自动偏转模型操纵面的铰链力矩测量技术 409

9.9.1 前言 409

9.9.2 实施方案及控制系统 409

9.9.3 操纵面偏转角的测试 411

9.9.4 试验验证结果 411

9.10 高超声速风洞铰链力矩测量 412

9.10.1 前言 412

9.10.2 舵面天平技术 412

9.10.3 铰链力矩模型的结构设计 413

9.10.4 全模型铰链力矩测量 414

第10章 非定常压力测量 418

10.1 概述 418

10.2 风洞和模型 419

10.2.1 风洞 419

10.2.2 模型 422

10.2.3 测点布置 423

10.3 测量系统 424

10.3.1 动态压力传感器 424

10.3.2 信号调理器 428

10.3.3 数据采集器 429

10.3.4 数据分析系统 430

10.4 试验方法 431

10.4.1 谐振压力测量 431

10.4.2 脉动压力测量 432

10.5 数据处理 433

10.5.1 谐振压力测量 433

10.5.2 脉动压力测量 433

10.6 测量结果及其与飞行数据的比较 437

10.6.1 谐振压力测量 437

10.6.2 脉动压力测量 438

10.7 风洞气动噪声对试验结果的影响 442

第11章 直升机试验 444

11.1 概述 444

11.1.1 试验目的 445

11.1.2 试验项目 445

11.2 相似参数 446

11.2.1 旋翼模型的设计准则 446

11.2.2 旋翼缩尺模型参数确定 447

11.3 试验模型 449

11.3.1 机身模型的设计与制造 449

11.3.2 旋翼模型的设计与制造 449

11.3.3 模型的设计与生产程序 451

11.4 直升机旋翼／机身模型组合试验台 451

11.4.1 试验台架系统 451

11.4.2 动力系统 453

11.4.3 测量系统 453

11.4.4 操纵控制系统 454

11.4.5 旋翼轴倾斜系统 454

11.4.6 数据采集处理系统 454

11.4.7 监视报警系统 454

11.4.8 振动监视系统 454

11.4.9 信号传输系统 455

11.5 试验方法和试验程序 455

11.5.1 孤立旋翼模型风洞试验一般要求 455

11.5.2 单独旋翼性能试验 459

11.5.3 旋翼／机身组合模型风洞试验 462

11.6 试验结果及其与飞行数据的比较 469

第12章 弹射救生装置试验 471

12.1 概述 471

12.2 试验方法 472

12.2.1 弹射救生装置风洞测力试验 473

12.2.2 弹射救生装置风洞测压试验 474

12.2.3 弹射救生装置机身干扰影响风洞试验 475

12.2.4 弹射救生装置火箭喷流影响风洞试验 476

12.3 模型及支撑 476

12.3.1 弹射救生装置风洞试验模型 476

12.3.2 弹射救生装置风洞试验模型的支撑 476

12.4 数据处理及试验结果 478

12.4.1 数据处理 478

12.4.2 弹射救生装置风洞试验结果 479

12.5 弹射救生装置火箭滑车气动力试验 481

第13章 降落伞试验 483

13.1 概述 483

13.2 相似参数 483

13.3 试验设备 484

13.3.1 支撑装置 484

13.3.2 测量设备 486

13.3.3 开伞试验装置 487

13.4 试验方法 487

13.4.1 常规测力试验 488

13.4.2 开伞动载试验 488

13.4.3 伞衣压力分布试验 489

13.4.4 翼形伞试验 490

13.4.5 无支架干扰试验 490

13.4.6 伞绳张力测量试验 490

13.5 试验结果及其修正 491

13.5.1 降落伞气动力 491

13.5.2 对降落伞阻力影响的因素 491

13.5.3 多种结构形式的降落伞的性能特点 493

13.5.4 伞的风洞阻塞修正 494

第14章 结冰试验 495

14.1 概述 495

14.2 结冰对飞机气动特性的影响 496

14.3 结冰风洞 498

14.3.1 结冰风洞的功能 498

14.3.2 结冰风洞的现状与发展 499

14.3.3 典型的结冰风洞 500

14.4 结冰风洞的特殊装置 507

14.4.1 高度模拟系统 507

14.4.2 制冷系统 509

14.4.3 喷雾系统 512

14.4.4 测控系统 517

14.5 结冰风洞试验模拟 520

14.5.1 试验方法 520

14.5.2 相似准则 520

14.5.3 模拟参数计算结果及分析 522

14.6 试验结果 525

第15章 航空声学试验 532

15.1 概述 532

15.2 航空声学试验的必要性 533

15.3 相似参数 533

15.3.1 脉动质量源的声场相似 533

15.3.2 脉动力源的声场相似 534

15.3.3 脉动应力源的声场相似 535

15.3.4 一般气动声场的相似问题 536

15.3.5 非定常流动中脉动力谱的相似分析与声学相似的关系 536

15.3.6 相似准则 537

15.4 航空声学风洞 538

15.4.1 航空声学风洞的发展 538

15.4.2 航空声学风洞的设计 540

15.5 噪声的麦克风阵列测量 543

15.5.1 宽带阵列设计 543

15.5.2 阵列设计策略 544

15.5.3 阵列的构成与安装 547

15.5.4 阵列校准 549

15.6 测量仪器 551

15.6.1 传感器 551

15.6.2 阵列数据采集系统 554

15.6.3 阵列数据处理系统 555

15.7 几个典型的航空声学试验 556

15.7.1 空客A340模型在DNW风洞的声学阵列测量 556

15.7.2 美国CRJ-700型轰炸机模型的机身噪声测量 557

15.7.3 麦克风阵列现场测量机翼脱落涡噪声 559

15.7.4 某型飞机受油探头降噪试验中的噪声测量 560

第16章 风洞虚拟飞行试验 562

16.1 概述 562

16.1.1 风洞虚拟飞行试验的目的 562

16.1.2 风洞虚拟飞行试验研究内容 563

16.1.3 风洞虚拟飞行试验的作用 565

16.1.4 风洞虚拟飞行试验技术在国内外发展水平 565

16.1.5 虚拟飞行试验的试验原理 568

16.1.6 虚拟飞行试验中的相似关系 569

16.2 风洞虚拟飞行试验装置与安装 571

16.2.1 风洞虚拟飞行试验装置 571

16.2.2 风洞虚拟飞行试验系统的安装与调试 573

16.3 风洞虚拟飞行试验 576

16.4 风洞试验数据处理与分析 577

第17章 PSP和PIV光学测量技术 581

17.1 概述 581

17.2 压敏涂料光学测压技术 581

17.2.1 压敏涂料光学测压技术基本原理 582

17.2.2 风洞中压敏涂料测压试验概述 586

17.2.3 压敏涂料 591

17.2.4 另一种压敏涂料测压方法——发光寿命衰减法 601

17.2.5 压敏涂料测压技术的测量误差 604

17.2.6 风洞中压敏涂料测压试验 606

17.3 粒子图像测速技术 612

17.3.1 PIV测量技术基本原理 614

17.3.2 PIV测量技术的典型系统与关键设备 626

17.3.3 PIV数据处理方法 637

17.3.4 PIV测量误差分析 647

17.3.5 PIV测量应用 653

参考文献 656