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(shí)驗(yàn)報(bào)告（2012-2013年度第二學(xué)期）專業(yè)飛行器動(dòng)力工程課程航空航天技術(shù)概論班級(jí)六一姓名王小東學(xué)號(hào)121506129老師馬高山時(shí)間2103/05引言1．實(shí)驗(yàn)總體要求實(shí)驗(yàn)是本課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是考核本課程學(xué)習(xí)成績(jī)的一個(gè)組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生達(dá)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(jī)的飛行原理、飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性；（3）了解渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，并獨(dú)立寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2．航空航天技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)安排分飛行原理實(shí)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)兩部

2、分：（1）飛行原理實(shí)驗(yàn)（2）發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)鄭州航院航空工程系制實(shí)驗(yàn)一、飛行原理實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉風(fēng)洞的功用和典型構(gòu)造；2．通過(guò)煙風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)觀察模型的氣流流動(dòng)情況；3．通過(guò)低速風(fēng)洞的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)了解升力與迎角、相對(duì)速度之間的關(guān)系；4．通過(guò)對(duì)不同的飛機(jī)模型進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)掌握飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性。（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．觀察翼型模型或飛機(jī)模型在煙風(fēng)洞中的氣流流動(dòng)情況；2．觀察飛機(jī)模型的迎角大小和相對(duì)速度對(duì)升力的影響規(guī)律；3．觀察飛機(jī)模型在受到擾動(dòng)失衡之后如何自動(dòng)恢復(fù)到平衡狀態(tài)；4．觀察飛機(jī)模型通過(guò)操縱設(shè)備來(lái)改變飛機(jī)的哪些飛行狀態(tài)。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括：直流式低速風(fēng)洞、煙風(fēng)洞、以及

3、各種不同類型的飛機(jī)吹風(fēng)模型教具。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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臍饬髁鲃?dòng)的情況，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(shí)驗(yàn)段；5-沉淀槽；6-煙量開(kāi)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(kāi)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(dòng)機(jī)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(xì)管），煙霧通過(guò)梳狀管形成一條條細(xì)的流線，流線流過(guò)實(shí)驗(yàn)段4時(shí)，就可以觀察氣

4、流流過(guò)模型時(shí)的流動(dòng)情況。煙霧流過(guò)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃而發(fā)煙。為了看得更清楚或方便攝影，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段后壁常漆成黑色，并用管狀的電燈來(lái)照明。如圖1-2所示是一種簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變風(fēng)洞中氣流的流速。1-電動(dòng)機(jī)；2-風(fēng)扇；3-防護(hù)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(shí)驗(yàn)段；13-擴(kuò)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(guò)程如下：電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇2轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生人造風(fēng)，人

5、造風(fēng)首先通過(guò)收斂段11，使氣流收縮，速度增大。氣流通過(guò)整流格，使渦流減小，并在實(shí)驗(yàn)段的進(jìn)口處達(dá)到希望的流速，然后再以平穩(wěn)的速度通過(guò)實(shí)驗(yàn)段12。飛機(jī)或機(jī)翼模型就放在實(shí)驗(yàn)段的支架4上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣流從實(shí)驗(yàn)段流過(guò)擴(kuò)散段13，使流速降低，能量的損失減小。最后氣流通過(guò)防護(hù)網(wǎng)3流出風(fēng)洞之外。進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)還需要一些精密的儀器設(shè)備，如測(cè)量模型上的空氣動(dòng)力大小的天平8、測(cè)量氣流速度的空速表10和空速管9，以及溫度汁、氣壓計(jì)和濕度計(jì)等，另外，還需要模型表面壓力分布的壓力計(jì)、數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備以及控制風(fēng)洞運(yùn)行的其他設(shè)備等。（四）實(shí)驗(yàn)步驟、方法及數(shù)據(jù)記錄1．實(shí)驗(yàn)步驟（以直流低速風(fēng)洞為例）（1）連上電源線

6、（電源接頭在設(shè)備背部），接通操作面板上的電源開(kāi)關(guān)（按綠色按鈕）；（2）首先轉(zhuǎn)動(dòng)電壓調(diào)整羅盤至零位，然后打開(kāi)電壓和電流開(kāi)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(rèn)電壓表和電流表正常后，將需要實(shí)驗(yàn)的翼型模型或飛機(jī)模型放置在實(shí)驗(yàn)段，并固定好；（4）轉(zhuǎn)動(dòng)電壓調(diào)整羅盤，逐漸提高電動(dòng)機(jī)功率（功率不高于140）；（5）達(dá)到所要求的實(shí)驗(yàn)風(fēng)速后，對(duì)翼型模型或飛機(jī)模型進(jìn)行相應(yīng)的操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（6）將電壓調(diào)整羅盤調(diào)整至零位，電壓和電流開(kāi)關(guān)，關(guān)閉操作面板上的電源開(kāi)關(guān)（按紅色按鈕），關(guān)閉電源，并將翼型模型或飛機(jī)模型放回原處。2．實(shí)驗(yàn)方法（1）將飛機(jī)模型或翼型模

7、型置于實(shí)驗(yàn)段的固定位置，調(diào)整電動(dòng)機(jī)功率，使實(shí)驗(yàn)段氣流達(dá)到預(yù)定風(fēng)速。（2）分別測(cè)量在某幾個(gè)迎角（取a=15o,20o,25o,30o）時(shí)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(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（1）記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)翼型模型或飛機(jī)模型的迎角的角度；（2）記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)功率的大小和氣流的流速；（3）記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果。（五）思考題1．風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)有何作用？答：依據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，將飛行器