远去的风雷：新中国早期低速风洞_风闻

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我国现有低速风洞（含工业风洞）约50座，跨超声速风洞30余座。所有用于飞行器研制的生产性低速和跨超声速风洞都是在新中国成立之后建设的。20世纪50年代末至60年代初，出现了第一个3米量级低速风洞和0.6米量级跨超声速风洞建设高潮。此期间建设的低速风洞按建成的先后顺序有北京大学的直径2.25米低速风洞；中航工业空气动力研究院（原哈尔滨空气动力所）的3.5米*2.5米低速风洞（FL-8）,北京空气动力所的3米*3米低速风洞（FD-09）。以下将逐一简单介绍这三个低速风洞。

功勋风洞FL-8

FL-8是单回流式闭口低速风洞。原计划是为哈军工东风113歼击机做试验的。从1958年至1963年分阶段建成，1965年投入运行，是我国最早投入型号试验的3米量级低速风洞。30多年来，完成了各种型号试验15万次以上，为我国航空试验做出了重大贡献。例如歼八设计期间的纵向稳定性试验就是1966年在这个风洞吹的，当时根据风洞试验数据，确定了歼八重心的后限是36%。

1995年FL-8进行了第一期改造，风洞的试验能力和流场品质有了进一步提高。该风洞以特种试验见长：飞机发动机进、排气动力模拟试验，动导数测量试验，旋转天平试验等特种试验项目。彩色图像显示、激光片光等空间流场测量技术为飞行器研制增添了重要试验手段。风洞试验段尺寸为3.5米*2.5米，长5.5米。整个风洞回路除试验段和动力段外，其余为钢筋混凝土结构。洞体长44.8米，最大宽度17.3米，风洞由试验段、扩散段、回流段、稳定段、收缩段及动力段等组成。蜂窝器斜置端面与风洞轴线成45o，其格栅尺寸为对边距80毫米的正六边形，长为300毫米。第一层阻尼网在接近稳定段出口处，第二层网距第一层350毫米，第一层阻尼网为10目/平方英寸，不锈钢丝直径0.71毫米；第二层为20目/平方英寸，钢丝直径0.23毫米。

1995年FL-8完成了第一期改造，内容主要有：

将原来的450千瓦电机更换为1000千瓦电机，更换了新的玻璃钢风扇和整流体，并加固了电机基础，使最大风速提高到73米/秒;增加一台11千瓦离心式风机，对风扇电机强迫风冷。

在稳定段内重新安装了蜂窝器和两层阻尼网，改善了风洞流场品质。

测量与控制系统改造：将过去的分散式控制改为集中控制，将过去的低精度采集改为高精度采集。风速控制系统、模型姿态角控制系统及各种动态试验控制系统的运行全部由控制工作站实现集中控制。数据采集系统由高品质的16位模数转换器和高精度的数据调理模块组成，提高了采集精度，使测力试验精度大部分达到了国军标先进指标。1983年，配置了TSI公司的热线风速仪和激光测速仪；1987年，配置了780B电子扫描阀和Volkman电子驱动公司的螺旋桨滑流试验的配套设备。

主要性能;

试验段尺寸：3.5米（宽）*2.5米（高）*5.5米（长）

最大风速73米/秒

最大试验雷诺数：1.3*106

风洞功率：1000千瓦

能量比：2.0

驻点压力;1*105帕

动压：3063帕

运行状态：2班/天，必要时24小时连续运行

风洞备有塔式机械六分量天平和系列应变天平用于测力试验；腹撑、尾撑和张线式模型支撑系统；压力传感器及电子扫描阀用于测压试验；螺旋桨滑流和涡喷、涡扇发动机进、排气模拟的试验装置；五自由度动导数测量装置；旋转天平和锥形运动试验装置；TSI-9100激光测速仪等。

风洞可承担的主要试验项目有：全机、部件的气动力特性试验（测力、测压、地面效应试验）；大迎角试验；涡喷和涡扇发动机进、排气模拟及螺旋桨滑流试验；动导数测量试验；尾旋特性试验；吹气襟翼试验；抖振试验；外挂物投放试验；铰链力矩试验；推力矢量/喷流试验；半模试验；各类伞试验；飞机弹射座椅救生装置试验。

FD-09风洞

FD-09是单回流式闭口风洞。1960年8月开始设计，1964年开始建造，1966年6月建成并投入使用。

风洞试验段长12米，界面为3米*3米圆化正方形，进口界面的圆角半径为0.5米，上下壁全扩开交为0.4o。收缩段收缩比为10。第一、二扩散段的扩散角分别为5o和5.5o。为了冷却，采用换气装置，在第一扩散段末端和第二扩散段分别设置了进气口和出气口。风扇直径为5.5米，10片桨叶，电机功率为2060千瓦，额定转速667转/分。

主要参数：

试验段尺寸：3米（宽）*3米（高）*12米（长）

最大风速：100米/秒

最大试验雷诺数：1.9*106

风洞功率：2060千瓦

能量比：3.4（空风洞、试验段零扩散角时为4.44）

驻点压力;1*105帕

动压：6000帕

运行状态：2班/天，必要时24小时连续运行

风洞备有塔式机械六分量天平和系列应变天平用于测力试验；备有压力传感器及电子扫描阀用于测压试验；备有铝质蜂窝结构地板，供地面效应试验使用；备有20*106帕的高压气源，用于模型喷流试验。

风洞可承担的主要试验项目有：飞行器常规测力、测压、地面效应试验；铰链力矩试验；半模试验；动力模拟试验；动导数测量；外挂物投放试验；降落伞试验；喷流试验；大迎角俯仰振荡试验；机翼滚摆试验；折叠翼（舵）快速打开试验；颤振试验。

北大Φ2.25米风洞

该低速风洞于1958年建成投入使用，为单回流式开口低速风洞。试验段为开口、圆形、直径2.25米，长3.65米。风洞功率300千瓦。

风洞外观如图：

风洞由试验段、三个扩散段、动力段、回流段、收缩段等组成。

收缩段总长9.2米，收缩比为12。收缩段前阻尼网后有等截面稳定段，收缩段出口有0.7米长的等直径段。收缩段在室内部分长7.4米，其中5.2米长的部分为木质结构，其余4米为钢筋混凝土结构。收缩段出口处装有12片消振片。

收缩段的大部分、试验段及16.1米厂的第一扩散段在室内，室内部分总长27米，其中23.8米为木质结构，其余在室外，为钢筋混凝土结构，内表面是打光水磨石。第一扩散段入口有减振环和减振孔，扩散段形状由园变为切角矩形。回流中的四个拐角处有拐角导流片。第二扩散段其实是第一回流道，截面由切角矩形变切角正方形。

动力段长10.75米，洞体经第二拐角后在动力段成了圆形。风扇直径4米，12片叶片。木质整流罩，最大直径2米，11片整流片。300千瓦直流电机至于整流罩内。动力段末尾为圆形变切角正方形。

动力段后至第三拐角间是第三扩散段。第三和第四拐角间是等截面的第二回流道。在收缩段前的稳定段安装有一层24目/平方英寸的铜网。

1965-1975年间，该风洞借给沈阳空气动力所使用，配备了台式六分量机械天平、多管压力计等设备，进行了大量飞行器的模型试验。1975年5月，风洞交还北大管理。

从70年代末开始，风洞进行如下技术改造：

用可控硅整流装置代替直流电机；

用应变天平代替机械天平。

用HP3054A数据采集和控制系统代替原由人工操纵的模型姿态角变化、风洞运行和数据采集等旧设备。

用接卸扫描阀代替多管压力计。

用激光打印机回执试验曲线。

主要参数：

试验段尺寸：Φ2.25米*3.65米（长）

最大风速：50米/秒

最大试验雷诺数：0.68*106

风洞功率：300千瓦

能量比：1.9-2.0

驻点压力;1*105帕

动压：1560帕

运行状态：1班/天

风洞可承担的主要试验项目有：常规测力、测压试验；动导数试验；铰链力矩试验；脉动压力试验；大迎角测力试验；流态观察试验等。