航空航天技术基本.docx

航空航天技术基础实验报告（2012-2013年度第二学期） 专业飞行器动力工程 课程 航空航天技术概论 班级 六一 姓名 王小东 学号 121506129 老师 马高山 时间 2103/05引言1．实验总体要求实验是本课程重要的实践性教学环节，是考核本课程学习成绩的一个组成部分。通过实验，要求学生达到：（1）了解烟风洞和低速风洞的基本工作原理，并掌握其使用方法；（2）基本掌握飞机的飞行原理、飞机的操纵性和稳定性；（3）了解涡轮喷气发动机的主要结构、基本适用范围和主要性能指标；（4）正确进行实验数据的整理、对实验结果的分析，并独立写出实验报告。2．航空航天技术基础实验安排分飞行原理实验和发动机构造实验两部分：（1）飞行原理实验（2）发动机构造实验实验一、飞行原理实验（一） 实验目的1． 熟悉风洞的功用和典型构造；2． 通过烟风洞实验观察模型的气流流动情况；3． 通过低速风洞的吹风实验了解升力与迎角、相对速度之间的关系；4． 通过对不同的飞机模型进行吹风实验掌握飞机的稳定性和操纵性。（二） 实验内容1． 观察翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流动情况；2． 观察飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律；3． 观察飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态；4． 观察飞机模型通过操纵设备来改变飞机的哪些飞行状态。（三） 实验设备实验设备主要包括：直流式低速风洞、烟风洞、以及各种不同类型的飞机吹风模型教具。如图1-1所示是烟风洞构造示意图。烟风洞也是一种低速风洞，主要用于形象地显示出环绕实验模型的气流流动的情况，使观察者可以清晰地看出模型的流线谱，或拍摄出流线谱的照片。1-发烟器；2-管道；3-梳状管；4-实验段；5-沉淀槽；6-烟量开关；7-烟速调整纽；8-模型迎角调整纽；9-发烟器及照明开关图1-1 烟风洞构造示意图烟风洞一般由风洞本体、发烟器、风扇电动机和照明设备等组成。风洞的剖面呈矩形，为闭口直流式。烟从发烟器1产生，沿管道2流向梳状管3（很多并列的细管），烟雾通过梳状管形成一条条细的流线，流线流过实验段4时，就可以观察气流流过模型时的流动情况。烟雾流过实验段后流人沉淀槽5，最后流到风洞的外面。发烟器底部装有电加热器，把注入的矿油点燃而发烟。为了看得更清楚或方便摄影，风洞实验段后壁常漆成黑色，并用管状的电灯来照明。如图1-2所示是一种简单的直流式风洞的构造示意图。风洞的人造风是由风扇旋转式产生的，风扇由电动机带动，调整电动机的转速，可以改变风洞中气流的流速。1-电动机；2-风扇；3-防护网；4-支架；5-模型；6-铜丝网；7-整流格；8-天平；9-空速管；10-空速表；11-收敛段；12-实验段；13-扩散段图1-2 直流式低速风洞直流式低速风洞的工作过程如下：电动机1驱动风扇2转动产生人造风，人造风首先通过收敛段11，使气流收缩，速度增大。气流通过整流格，使涡流减小，并在实验段的进口处达到希望的流速，然后再以平稳的速度通过实验段12。飞机或机翼模型就放在实验段的支架4上进行实验。气流从实验段流过扩散段13，使流速降低，能量的损失减小。最后气流通过防护网3流出风洞之外。进行风洞实验还需要一些精密的仪器设备，如测量模型上的空气动力大小的天平8、测量气流速度的空速表10和空速管9，以及温度汁、气压计和湿度计等，另外，还需要模型表面压力分布的压力计、数据采集和处理设备以及控制风洞运行的其他设备等。（四） 实验步骤、方法及数据记录1． 实验步骤（以直流低速风洞为例）（1） 连上电源线（电源接头在设备背部），接通操作面板上的电源开关（按绿色按钮）；（2） 首先转动电压调整罗盘至零位，然后打开电压和电流开关，观察电压表和电流表指示是否正常；（3） 确认电压表和电流表正常后，将需要实验的翼型模型或飞机模型放置在实验段，并固定好；（4） 转动电压调整罗盘，逐渐提高电动机功率（功率不高于140）；（5） 达到所要求的实验风速后，对翼型模型或飞机模型进行相应的操作，观察实验现象并记录实验结果；（6） 将电压调整罗盘调整至零位，电压和电流开关，关闭操作面板上的电源开关（按红色按钮），关闭电源，并将翼型模型或飞机模型放回原处。2． 实验方法（1） 将飞机模型或翼型模型置于实验段的固定位置，调整电动机功率，使实验段气流达到预定风速。（2） 分别测量在某几个迎角（取a=15o,20 o,25 o,30 o）时升力系数Cx、阻力系数Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并将测量数据记录于下表。迎角a15o20 o25 o30 o升力系数Cx阻力系数Cy升阻比K=Cx/Cy3． 实验