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多功能结冰风洞及声学风洞建设进展


多功能结冰风洞
一、项目背景 风洞是一种能人工产生和控制气流, 以模拟飞行器或物体周围气体的流动, 并可量度气 流对试验对象的作用以及观察物理现象的一种管道状试验设备。 风洞试验是利用相对运动的 原理,在风洞中安置飞行器或其它物体的模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了 解实际飞行器或其它物体的空气动力学特性的一种实验方法。 多功能结冰风洞包括两个风洞试验回路,即

结冰回路和声学回路。两个回路自成体系, 可分别进行试验准备和试验。 结冰风洞是研究飞行器迎风表面和机外传感器结冰形态及防(除)冰技术的特种风洞, 是为保证飞机在结冰气象条件下飞行安全、 扩大现代飞机在恶劣气象条件下执行任务能力和 保障通用飞机完成结冰适航合格审定的基本试验装置, 是新机研制必不可少的重要地面试验 设备。 结冰风洞与常规风洞的主要区别在于结冰风洞可以模拟结冰环境, 以便进行试验模型 的结冰及防(除)冰试验。为此,结冰风洞中需要配置大型热交换器和喷雾装置。运行时, 热交换器首先把风洞内的气流冷却到冰点温度以下, 然后位于试验段上游的喷雾装置喷射雾 化水滴形成符合结冰要求的云雾条件。 声学风洞是通过消声的方法降低试验段背景噪声,用于进行气动声学试验研究的风洞, 是进行飞行器、 地面车辆噪声等声学工程研究的基础设施。 声学风洞声学设计的目标是在保 证良好的流场品质条件下, 具有无声反射的自由场、 可进行远场声测量的足够距离及足够低 的风洞背景噪声。一般认为风洞试验段背景噪声低于所测声源噪声 10dB 以上,测量数据 可以不作修正。声学风洞有两种型式:开口试验段和闭口试验段。其设计的不同点在于,开 口试验段被消声室所围绕、 收集口及其下游的扩散段要考虑吸声、 风洞回路内设置内场消声 器衰减风扇驱动装置的噪声和采用声学处理的拐角导流片等措施; 闭口试验段声学风洞与常 规闭口试验段风洞设计的不同点是: 闭口试验段内壁加吸声内衬、 风洞回路内设置内场消声 器衰减风扇驱动装置的噪声和采用声学处理的拐角导流片等措施。 多功能结冰风洞性能指标世界一流,兼顾低湍流度、低噪声和低雷诺数试验。建设原则 是“实用、可靠”。建设的指导思想是“满足现在和未来飞行器研制需要,立足国内、自主创 新、稳妥可靠,在较短的时间内,建成世界一流的多功能结冰风洞”。 二、建设内容 多功能结冰风洞的建设内容包括: 结冰回路:回路主体(钢结构)及其测量控制系统、制冷站、辅助设施厂房、试验楼、 风扇控制厂房、蒸汽锅炉房、真空泵房、供电厂房、综合楼等;

声学回路:回路主体(钢和钢筋混凝土结构)及其测量控制系统、试验厂房、风扇控制 厂房、供电厂房、综合楼等。 三、建设进展 2006 年 10 月 11 日, 国家发展改革委批复了多功能结冰风洞项目建议书, 2010 年 5 月 10 日,多功能结冰风洞在中国空气动力研究与发展中心开工建设, 计划于 2013 年 7 月 建成通气,2013 年 10 月完成调试,形成试验能力。 四、建设效果 多功能结冰风洞将填补我国航空航天飞行器结冰、 声学、 低湍流度和高空低雷诺数风洞 试验设备的空白, 其综合性能指标将达到世界先进水平, 形成我国独立研制先进的航空航天 飞行器的结冰试验和声学试验平台,成为飞机结冰研究、防(除)冰技术验证和声学降噪技 术研究的地面试验中心,满足各类飞行器的结冰防护试验和声学试验研究需要。

多功能结冰风洞鸟瞰效果图

结冰风洞结构布局图

声学风洞结构布局图

结冰风洞建设现场

声学风洞建设现场


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