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目录1

绪论1

第1章 风洞设备7

1.1 概述7

1.2 低速风洞9

1.2.1 FL-12风洞10

1.2.2 FL-13风洞13

1.2.3 FL-14风洞16

1.2.4 FL-8风洞19

1.2.5 FD-09风洞23

1.2.6 NF-3风洞25

1.2.7 NH-2风洞29

1.2.8 北大φ2.25m风洞32

1.2.9 DFD-03风洞35

1.3 跨超声速风洞37

1.3.1 FL-21风洞37

1.3.2 FL-23风洞40

1.3.3 FL-24风洞43

1.3.4 FL-26风洞46

1.3.5 FL-1风洞52

1.3.6 FL-2风洞55

1.3.7 FL-7风洞59

1.3.8 FD-06风洞62

1.3.9 FD-08风洞64

1.3.10 CG-01风洞67

1.3.11 NH-1风洞72

第2章 模型及其支撑系统76

2.1 概述76

2.2 模型76

2.2.1 低速风洞试验模型76

2.2.2 亚跨超声速风洞试验模型91

2.3.1 低速风洞模型支撑系统110

2.3 模型支撑系统110

2.3.2 亚跨超声速风洞模型支撑系统126

第3章 空气动力天平136

3.1 机械天平136

3.1.1 概述136

3.1.2 机械天平的干扰137

3.1.3 机械天平的调整153

3.2 应变天平156

3.2.1 概述156

3.2.2 应变天平测量及力和力矩的分解原理157

3.2.3 应变天平元件165

3.2.4 应变天平连接件177

3.2.5 应变计179

3.2.6 应变天平电路补偿181

3.2.7 应变天平使用与维护182

3.3 天平的校准184

3.3.1 概述184

3.3.2 天平的静态校准185

3.3.3 天平的动态校准198

3.4.3 跨超声速风洞使用的应变天平200

3.4.5 应变天平校准设备200

3.4.4 天平使用的应变计200

3.4.2 低速风洞使用的应变天平200

3.4.1 低速风洞使用的机械天平200

3.4 附表200

第4章 流场校测与标模试验216

4.1 概述216

4.2 流场校测216

4.2.1 低速风洞流场校测项目216

4.2.2 低速风洞流场品质要求217

4.2.3 低速风洞流场校测方法与数据处理218

4.2.4 跨超声速风洞流场校测项目229

4.2.5 跨超声速风洞流场品质要求229

4.2.6 跨超声速风洞流场校测方法与数据处理231

4.3.1 低速风洞标模240

4.3 标模试验240

4.3.2 低速风洞标模试验方法与数据处理243

4.3.3 低速风洞标模试验结果246

4.3.4 低速风洞测力精度要求250

4.3.5 跨超声速风洞标模251

4.3.6 跨超声速风洞标模试验方法与数据处理258

4.3.7 跨超声速风洞标模试验结果261

4.3.8 跨超声速风洞测力精度要求275

5.1.1 风洞测控系统277

5.1.2 风洞测控技术的发展277

5.1 概述277

第5章 测控系统277

5.2 风洞测控系统的特点和一般要求280

5.3 风洞的测量和控制参数281

5.3.1 风洞的测量参数281

5.3.2 风洞的控制参数283

5.4 风洞测控系统的典型形式283

5.4.1 集中控制系统（CCS）283

5.4.2 分散控制系统（DCS）284

5.4.3 现场总线控制系统（FCS）284

5.5 数据采集系统的技术指标、配置及参数选择286

5.5.1 主要技术指标286

5.5.2 系统配置和参数选择287

5.5.3 数据采集系统的定期检定294

5.6 风洞的控制和运行监测系统295

5.6.1 风速或M数控制295

5.6.2 模型姿态角控制297

5.6.3 风洞运行的监控系统299

5.7 计算机及网络系统300

5.7.1 系统硬件300

5.7.2 系统软件301

6.1 风洞试验程序303

6.1.1 试验前的准备303

第6章 试验程序和试验方法303

6.1.2 试验实施306

6.1.3 试验后的工作307

6.2 全模型测力试验308

6.2.1 相似参数309

6.2.2 模型与试验设备309

6.2.3 试验方法309

6.2.4 模型表面边界层的固定转捩313

6.2.5 坐标轴系和对应坐标轴的空气动力、力矩及其系数314

6.2.6 试验数据处理315

6.2.7 试验曲线绘制328

6.3.1 试验方法333

6.3 半模型试验333

6.3.2 半模型试验中一些参数的确定336

6.3.3 缝隙的影响及其消除方法337

6.3.4 半模型试验举例及初步结论337

6.4 模型表面压力分布试验338

6.4.1 测压模型的技术要求339

6.4.2 试验方法340

6.4.3 数据处理340

6.4.4 表面压力分布测量的新方法342

6.5 二维翼型试验343

6.5.1 试验方法343

6.5.2 侧壁边界层的影响及修正347

6.6 地面效应试验348

6.6.1 试验方法348

6.6.2 数据处理与修正350

6.7 铰链力矩试验350

6.7.1 试验方法350

6.7.2 对模型的技术要求351

6.7.3 铰链力矩试验天平352

6.7.4 数据处理353

6.8 进气道试验356

6.8.1 试验方法356

6.8.3 数据处理357

6.8.2 进气道出口流场畸变测量357

6.8.4 试验曲线绘制362

6.9 通气模型测力试验364

6.9.1 模型364

6.9.2 试验方法365

6.9.3 数据处理365

6.9.4 流量系数ψ对气动系数的影响366

6.9.5 通气模型与堵锥模型试验结果比较366

6.10 喷流试验369

6.10.1 模拟参数的选择369

6.10.2 试验方法370

6.10.3 数据处理373

6.11 喷气式飞机的动力模拟试验374

6.11.1 引射式动力模拟器（EPES）法375

6.11.2 涡轮动力模拟器（TPS）法376

6.12 螺旋桨飞机的动力模拟试验378

6.12.1 相似参数378

6.12.2 试验方法378

6.12.3 两种试验方法的气动系数比较380

6.12.4 支架与洞壁干扰修正381

6.12.5 试验所需专用设备381

6.13 降落伞试验381

6.13.3 试验设备382

6.13.1 相似参数382

6.13.2 模型382

6.13.4 试验方法385

6.13.5 试验数据修正387

6.14 弹射救生装置试验387

6.14.1 模型388

6.14.2 模型支撑与试验388

6.14.3 数据处理与修正389

6.15 外挂物测力试验389

6.15.1 试验方法389

6.15.3 外挂标模的试验结果390

6.15.2 数据处理390

6.16 外挂物投放试验393

6.16.1 相似准则393

6.16.2 模型与支架395

6.16.3 试验装置395

6.16.4 试验方法397

6.16.5 试验结果399

6.17 外挂物轨迹捕获试验400

6.17.1 试验原理401

6.17.2 试验方法401

6.17.3 试验模型与试验设备402

6.17.4 数据处理406

6.17.5 典型试验结果408

6.18 非定常压力分布试验411

6.18.1 风洞和模型411

6.18.2 动态压力传感器的选择、安装和校准412

6.18.3 试验方法413

6.18.4 数据处理414

6.18.5 典型试验结果415

6.19 抖振试验416

6.19.2 模型417

6.19.1 风洞417

6.19.3 抖振试验用仪器及分析系统418

6.19.4 抖振边界测量419

6.19.5 抖振深入特性研究420

6.19.6 抖振载荷测量422

6.20 颤振试验423

6.20.1 相似准则423

6.20.2 模型424

6.20.3 模型的支撑425

6.20.4 风洞和模型的防护427

6.20.5 试验方法427

6.20.6 数据处理及典型试验结果429

6.21 动导数试验430

6.21.1 相似参数430

6.21.2 模型及支撑430

6.21.3 试验方法431

6.21.4 试验装置431

6.21.5 试验原理及试验数据处理434

6.22 大迎角非定常试验440

6.22.1 大迎角俯仰振荡试验440

6.22.2 大迎角机翼摇滚试验445

6.23.2 相似参数447

6.23.1 试验原理447

6.23 旋转天平试验447

6.23.3 旋转天平试验装置448

6.23.4 模型和支撑449

6.23.5 试验方法和数据处理449

6.23.6 试验内容与试验结果450

6.24 马格努斯效应试验452

6.24.1 相似参数453

6.24.2 试验方法453

6.24.3 试验模型454

6.24.4 天平455

6.24.5 试验结果457

6.25 直升机试验459

6.25.1 相似参数460

6.25.2 试验模型460

6.25.3 直升机试验台461

6.25.4 直升机试验程序463

6.25.5 几种常用的直升机试验方法464

6.25.6 数据处理与修正466

6.25.7 试验结果467

第7章 流动显示与测量469

7.1 概述469

7.2 烟流法471

7.3 氦气泡法473

7.4 油流法474

7.5 丝线法476

7.5.1 丝线流动显示的基本问题477

7.5.2 常规丝线法与荧光微丝法、流动锥法478

7.5.3 丝线法的其他应用479

7.6 升华法479

7.7 液晶法480

7.7.1 液晶流动显示的基本问题480

7.7.2 液晶流动显示技术的应用481

7.8.1 阴影法的基本原理和试验装置482

7.8 阴影法482

7.8.2 阴影法流动显示技术的应用484

7.9 纹影法484

7.9.1 纹影法的基本原理和试验装置484

7.9.2 纹影法流动显示技术的应用488

7.9.3 激光彩色纹影流动显示技术489

7.10 干涉法492

7.10.1 干涉法的基本原理493

7.10.2 马赫-增德尔干涉仪494

7.10.3 横向错位干涉仪499

7.11.1 片光流动显示的基本原理和试验装置506

7.11 片光流动显示技术506

7.11.2 微机控制的多片光流动显示507

7.11.3 光导纤维片光流动显示508

7.11.4 片光流动显示技术的应用510

7.12 蒸汽屏流动显示技术511

7.12.1 蒸汽屏流动显示的基本原理和试验装置511

7.12.2 在气流中形成最佳雾浓度的条件514

7.12.3 水蒸气凝结对流场的影响515

7.12.4 蒸汽屏流动显示技术的应用517

7.13 彩色图像流动显示技术519

7.13.1 彩色图像流动显示的基本原理519

7.13.2 彩色图像流动显示试验装置519

7.13.3 彩色图像流动显示技术的应用524

7.14 激光测速仪525

7.14.1 激光测速仪（LDV）的基本原理525

7.14.2 光学系统526

7.14.3 散射微粒532

7.14.4 信号的分析与处理536

7.14.5 激光测速仪的应用541

7.15 热线风速仪544

7.15.1 热线测速原理544

7.15.2 基本电路545

7.15.3 热线的热量损失545

7.15.4 热线的静、动态特性547

7.15.5 热线与热膜探头551

7.15.6 影响测量结果的因素及修正方法555

7.15.7 热线测量应用560

7.16 粒子图像测速技术565

7.16.1 粒子图像测速及其基本原理565

7.16.2 PIV系统的基本构成567

7.16.3 若干基本试验参数选择问题577

7.16.4 二维PIV在流动显示中的应用578

7.16.5 三维粒子图像测速技术582

7.17 激光诱导荧光（LIF）流动显示与测量技术587

7.17.1 激光诱导荧光测速基本原理588

7.17.2 试验装置的基本组成590

7.17.3 数据处理591

7.17.4 应用实例591

7.18 红外成像技术592

7.18.1 红外成像技术的基本原理593

7.18.2 红外热像仪与温度测量594

7.18.3 红外成像技术在风洞试验中的应用596

7.19 发光压力传感技术599

7.19.1 概述599

7.19.2 发光压力传感技术原理600

7.19.3 发光压力传感器（LPS）和压敏涂料（PSP）的结构603

7.19.4 LPS和PSP特性605

7.19.5光学压力测量（OPM）方法607

7.19.6测量误差分析613

7.19.7应用实例617

第8章 工业空气动力风洞试验619

8.1 概述619

8.2 风力机试验620

8.2.1 概述620

8.2.2 风洞试验相似准则620

8.2.3 风洞试验项目621

8.3.2 风洞试验相似准则625

8.3.1 概述625

8.3 建（构）筑物风洞试验625

8.3.3 风洞试验项目628

8.4 桥梁风洞试验632

8.4.1 概述632

8.4.2 桥梁风洞试验相似准则633

8.4.3 风洞试验项目634

8.5 汽车风洞试验638

8.5.1 概述638

8.5.2 风洞试验相似准则639

8.5.3 风洞试验项目639

8.6.2 列车风洞试验相似准则642

8.6.3 风洞试验项目642

8.6.1 概述642

8.6 列车风洞试验642

第9章 风洞试验数据修正645

9.1 概述645

9.1.1 测量系统偏差修正645

9.1.2 风洞气流品质偏差修正646

9.1.3 与模型模拟有关的修正646

9.1.4 支架干扰修正647

9.1.5 洞壁干扰修正647

9.1.6 尺度效应修正647

9.2.1 典型支撑方式支架干扰的特点及减小支架干扰的措施648

9.2 支架干扰及其修正648

9.2.2 支架干扰的修正方法659

9.3 洞壁干扰及其修正663

9.3.1 洞壁干扰的性质及类型663

9.3.2 减小洞壁干扰的方法664

9.3.3 洞壁边界条件673

9.3.4 洞壁干扰的试验修正法676

9.3.5 映像法和Maskell法676

9.3.6 有限基本解法（涡格法）683

9.3.7 数值计算法684

9.3.8 壁压信息法684

9.3.9 某些特殊风洞试验的洞壁干扰修正698

9.4 尺度效应702

9.4.1 概述702

9.4.2 零升阻力的雷诺数影响修正方法702

9.4.3 升致阻力的雷诺数影响修正方法703

9.4.4 雷诺数对飞机升力系数的影响706

9.4.5 雷诺数对边界层转捩位置的影响707

9.4.6 雷诺数对其他气动现象和气动力的影响708

9.4.7 动态试验中的尺度效应708

9.5 风洞数据与飞行数据的相关性709

参考文献711