La estructura del túnel de viento

El túnel de viento se compone principalmente de tres partes: el cuerpo del túnel, el sistema de conducción y el sistema de medición y control. Dependiendo del tipo de túnel de viento, las formas de cada parte también son diferentes. Hay dos tipos de sistemas de propulsión.

Uno está compuesto por un grupo motor controlable y un ventilador o compresor de flujo axial accionado por el mismo. El ventilador gira o el rotor del compresor gira para aumentar la presión del flujo de aire, manteniendo así un flujo de aire estable dentro del conducto. La velocidad del flujo de aire se puede ajustar cambiando la velocidad del ventilador o el ángulo de instalación de las aspas, o cambiando la amortiguación del flujo de aire. Los motores de CC pueden funcionar con conjuntos de motores de CA o CC o rectificadores de tiristores. Tiene una larga duración y un bajo coste operativo y se utiliza principalmente en túneles de viento de baja velocidad. Los túneles de viento que utilizan este tipo de sistema de propulsión se denominan túneles de viento continuos, pero a medida que aumenta la velocidad del flujo de aire, la potencia de propulsión requerida también aumenta considerablemente. Por ejemplo, para generar un flujo de aire transónico, la potencia requerida por metro cuadrado de área de sección experimental es de aproximadamente 4.000. Los kilovatios necesarios para generar un flujo de aire supersónico son aproximadamente 16.000 ~ 40.000 kilovatios.

El otro tipo es usar aire presurizado de baja potencia para almacenar el aire presurizado en un tanque de almacenamiento de gas con anticipación, o usar una bomba de vacío para conectar la tubería de salida del túnel de viento al tanque de vacío para evacuar. y abra rápidamente la válvula durante el experimento. Se rocía aire a alta presión dentro de la cueva directamente o a través de un eyector o el aire se aspira hacia la cueva a través de un tanque de vacío, lo que resulta en diversas formas, como soplado, inducción, succión y cierre. . Los túneles de viento que utilizan este tipo de sistema de propulsión se denominan túneles de viento de impulso transitorio. Los túneles de viento transitorios tienen un período de construcción corto, baja inversión, generalmente un [[número de Reynolds]] alto y su tiempo de trabajo puede variar desde unos pocos segundos hasta decenas de segundos. Se utilizan principalmente en túneles de viento transónicos, supersónicos e hipersónicos. Para túneles de viento pulsado con un tiempo experimental de menos de 1 segundo, también se pueden usar calentadores de arco u ondas de choque para aumentar la temperatura del gas experimental, lo que resulta en un bajo consumo de energía y altos parámetros de simulación. Muchos países han construido algunos túneles de viento de baja velocidad a gran escala. Básicamente hay dos formas, una es el túnel de viento de CC diseñado por A.-G. Eiffel de Francia; el otro es el túnel de viento de retorno diseñado por L. Plante de Alemania. La Figura 1 es un diagrama estructural esquemático de estos dos túneles de viento. . Actualmente, el túnel de viento de baja velocidad más grande del mundo es el túnel de viento de baja velocidad a escala real de 12,2 metros × 24,4 metros en el Centro de Investigación Ames de la NASA. Una vez finalizado el túnel de viento, se añadió una nueva área experimental de 24,4 m × 36,6 m y la potencia del motor del ventilador se aumentó de los 25 MW originales a 100 MW.

La sección experimental del túnel de viento de baja velocidad tiene dos formas: abierta y cerrada. Las formas de la sección transversal son rectangular, circular, octogonal y elíptica, etc., que se determinan según el tipo de. túnel de viento y la longitud del objeto experimental, en la década de 1960 se desarrollaron túneles de viento de doble sección experimental e incluso túneles de viento de tres secciones experimentales.

Un túnel de viento es un tubo que se utiliza para generar un flujo de aire artificial (viento artificial). Esta sección del conducto de aire puede formar un área de flujo de aire uniforme, y en esta sección del túnel de viento se realizan pruebas de túnel de viento para automóviles.

En túneles de viento de baja velocidad, el ratio de energía Er se utiliza a menudo para medir la economía de operación del túnel de viento. Entre ellos, v0 y A0 son la velocidad del flujo de aire y el área de la sección transversal de la sección experimental respectivamente; ρ es la densidad del aire y N son la eficiencia del sistema del dispositivo impulsor y la potencia de entrada del motor, respectivamente. Para túneles de viento con secciones experimentales cerradas, Er es 3 ~ 6. El número de Reynolds Re es el principal parámetro de simulación de los experimentos en túneles de viento de baja velocidad. Sin embargo, debido a los diferentes objetos y proyectos experimentales, también se necesitan otros parámetros de simulación en algunas situaciones en las que actúa la gravedad (como el rotor de cola, el empuje y la gravedad). experimentos de modelos dinámicos, etc.) Para simular el número de Froude Fr, en experimentos con helicópteros también es necesario simular el número de Mach de vuelo y el número de Mach de la punta de la pala, etc.

Existen muchos tipos de túneles de viento de baja velocidad. Además de los túneles de viento generales, también existen túneles de viento de hielo que se especializan en el antihielo y deshielo de aviones, y túneles de viento verticales que estudian la velocidad del viento. formación y deformación de espirales de aviones Un túnel de viento a gran escala que se acerca al rendimiento aerodinámico de aviones reales en condiciones de vuelo, un túnel de viento V/STOL que estudia las características aerodinámicas de aviones verticales de despegue y aterrizaje cortos (V/). STOL) y helicópteros, así como un túnel de viento presurizado con un número de Reynolds alto, un túnel de viento con un número de Reynolds aumentado y un túnel de viento de presión, etc. Para estudiar el ruido externo de los motores y realizar experimentos de modelado dinámico, se han modificado algunos túneles de viento para cumplir con los requisitos de los experimentos acústicos y dinámicos.

Para llevar a cabo investigaciones aerodinámicas industriales, además de transformar los túneles de viento de la aviación y agregar equipos auxiliares, el país también ha construido una serie de túneles de viento especiales, como largos tramos experimentales y velocidades mínimas del viento que simulan perfiles de flujo atmosférico, estructuras turbulentas y estratificación de temperatura: túneles de viento de capa límite atmosférica de aproximadamente 0,2 m/s, túneles de viento de automóviles para estudiar el rendimiento de los automóviles a escala real y simular las condiciones climáticas, túneles de viento para estudiar el impacto del viento y el movimiento de la arena, etc.

El túnel de viento de baja velocidad de sección experimental cerrada de CC es un típico túnel de viento de baja velocidad. En este tipo de túnel de viento, el ventilador sopla aire hacia el extremo derecho, lo que hace que el aire ingrese a la sección estable del túnel de viento desde el exterior del extremo izquierdo. El panal y la malla de amortiguación en la sección estable peinan y homogeneizan el flujo de aire, y luego la sección de contracción acelera el flujo de aire, formando un flujo de aire estable con dirección de flujo constante y velocidad uniforme en la sección experimental. En la sección experimental, puede realizar experimentos de viento en el modelo de avión y obtener los datos experimentales aerodinámicos del modelo. La velocidad del flujo de aire en este túnel de viento está controlada por la velocidad del ventilador. El Centro de Investigación y Desarrollo Aerodinámico de China ha construido un túnel de viento de baja velocidad a gran escala con secciones experimentales duales de circuito abierto y serie cerrada. La primera sección experimental tiene un tamaño de 12 × 16 × 25 metros y la velocidad máxima del viento es de 25 metros. /segundo. La segunda sección experimental tiene un tamaño de 8×6×25 metros3, la velocidad máxima del viento es de 100 metros/segundo.

El túnel de viento de retorno en realidad conecta el túnel de viento de CC de extremo a extremo para formar un circuito cerrado. La recirculación del flujo de aire en el túnel de viento no sólo ahorra energía sino que también está libre de interferencias externas. Los túneles de viento también pueden usar otros gases o fluidos especiales para reemplazar el aire. El uso de aire comprimido para reemplazar el aire atmosférico se llama túnel de viento de densidad variable. Reemplazar el aire con agua se llama túnel de agua (ver tanque de agua y túnel de agua). Los números de Mach en el túnel de viento oscilan entre 0,5 y 1,3. Cuando el flujo de aire en el túnel de viento alcanza la velocidad del sonido en la sección transversal más pequeña de la sección experimental, la velocidad del flujo de aire en la sección experimental ya no aumentará incluso si aumenta la potencia motriz o la presión. Este fenómeno se llama congestión. Por lo tanto, los primeros experimentos transónicos solo podían instalar el modelo en la superficie superior del ala del avión o en la superficie convexa de la pared inferior del túnel de viento, y utilizar la curvatura de la superficie superior para generar la zona de velocidad experimental transónica. El modelo no sólo no puede ser demasiado grande, sino que el flujo de aire también es desigual. Posteriormente, se descubrió que una sección experimental con una pared respirable con agujeros o huecos en la dirección del flujo de aire, de modo que parte del flujo de aire en la sección experimental salga por los agujeros o huecos, puede eliminar el hacinamiento en el túnel de viento y generar un flujo supersónico bajo. Este tipo de sección experimental con una pared respirable también puede reducir la interferencia de la pared de la cueva y debilitar o eliminar el sistema de ondas reflejadas de la pared de la cueva a bajas velocidades supersónicas. Dado que la onda de excitación generada por el modelo se refleja en la pared sólida como una onda de excitación y se refleja en el límite libre como una onda de expansión, si la pared permeable tiene un límite libre adecuado, el sistema de ondas de reflexión de la pared de la cavidad puede debilitarse enormemente. o eliminado.

Para atenuar eficazmente las ondas reflejadas en diversas condiciones experimentales, se requiere una relación de apertura y cierre variable (la relación entre aberturas o rendijas y el área de la pared de la sección experimental) y un borde de pared respirable que Se desarrolló la distribución de las direcciones del flujo de aire. El primer túnel de viento transónico fue construido en 1947 por el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA). Se trata de un túnel de viento de pared ranurada con una relación de apertura a cierre del 12,5% y un diámetro de sección experimental de 308,4 mm. Desde entonces, los túneles de viento transónicos se han desarrollado rápidamente. En la década de 1950 se construyeron un gran número de túneles de viento de prueba con aberturas de sección experimentales superiores a 1 metro. Un túnel de viento con un número de Mach de flujo de aire de 1,5 a 4,5. El flujo de aire en el túnel de viento pasa a través de un tubo Laval antes de entrar en la sección experimental y alcanza velocidades supersónicas. Siempre que la relación de presión antes y después de la boquilla sea lo suficientemente grande, la velocidad del flujo de aire en la sección experimental solo depende de la relación entre el área de la sección transversal de la sección experimental y el área de la sección transversal de la boquilla. garganta. Generalmente se utiliza una tobera bidimensional que consta de dos paredes laterales planas y dos secciones transversales.

Existen muchos tipos de estructuras de boquilla, como por ejemplo: una boquilla fija compuesta por dos paredes laterales y dos perfiles ensamblados en un componente rígido semipermanente y conectado directamente al orificio, un bloque de perfil reemplazable y un bloque de perfil reemplazable; caja de boquillas La pared lateral forma la boquilla y está conectada al orificio de la caja de boquillas. Es una boquilla de bloque sólido que forma el perfil de la boquilla, y la boquilla de pared blanda se puede ajustar al perfil de la placa flexible (Figura 3). ). El difusor supersónico aguas abajo de la sección experimental consta de una sección de constricción, una segunda garganta y una sección de difusión (Figura 4). Al cambiar el área de la garganta, el flujo supersónico pasa a través de un sistema de ondas de choque más débil y se convierte en subsónico. Reducir la pérdida total de presión del flujo de aire. El primer túnel de viento supersónico fue construido por Prandtl en Göttingen, Alemania, en 1905 con un número de caballos experimentales de 1,5.

En 1920, A. Buzemann mejoró el diseño de la boquilla y obtuvo un campo de flujo supersónico uniforme.

En 1945, Alemania tenía un túnel de viento supersónico con una sección experimental de aproximadamente 1 metro de diámetro. En la década de 1950 aparecieron algunos túneles de viento supersónicos para experimentos con modelos de aviones. El más grande fue el túnel de viento de 4,88 metros en los Estados Unidos. Túnel de viento de un metro. metros de túnel de viento supersónico, el más grande es el túnel de viento supersónico de 4,88 m × 4,88 m en Estados Unidos.

La construcción de muchos túneles de viento a menudo supera los rangos de velocidad únicos mencionados anteriormente: velocidades subsónicas, transónicas y supersónicas, y en un túnel de viento se pueden llevar a cabo experimentos subsónicos, transónicos y supersónicos. Un túnel de viento de este tipo se denomina túnel de viento de tres tonos. El túnel de viento transónico y supersónico de 1,2 metros por 1,2 metros del Centro de Investigación y Desarrollo Aerodinámico de China (Figura 5) es un túnel de viento de tres velocidades.

Desde la década de 1960, la gente en general ha prestado atención al aumento del número de túneles de viento de Reynolds. El número de Reynolds de los experimentos con modelos en túneles de viento transónicos suele ser inferior a 1 × 109, y el desarrollo de aviones a gran escala requiere la construcción de túneles de viento transónicos con números de Reynolds más altos (por ejemplo, superiores a 4 × 109). Han surgido nuevos túneles de viento, como el túnel de viento de tubo Ludwig de presión puntual que mejora las velocidades, así como el túnel de viento de baja temperatura que reduce la temperatura del gas experimental y aumenta el número de Reynolds mediante la inyección de nitrógeno líquido. Los túneles de viento criogénicos se están desarrollando rápidamente debido a su capacidad para variar de forma independiente el número de Mach, el número de Reynolds y la presión dinámica. Túneles de viento supersónicos para números de Mach superiores a 5. Se utiliza principalmente para experimentos con modelos de misiles, satélites y transbordadores espaciales. Los proyectos experimentales suelen incluir mediciones aerodinámicas, de presión, de transferencia de calor y visualizaciones de campos de flujo, así como mediciones de estabilidad dinámica, ablación con modelos de bajo punto de fusión, eyección de masa y mediciones de erosión de partículas. Los túneles de viento hipersónicos incluyen principalmente túneles de viento hipersónicos convencionales, túneles de viento de baja densidad, túneles de viento de ondas de choque y túneles de viento de pulso térmico.

Si un túnel de viento hipersónico quiere obtener un flujo de aire con un número M alto (por ejemplo, M ≥ 5), en términos generales, el aire a alta presión aguas arriba que sopla por sí solo no puede producir una diferencia de presión suficiente. La salida aguas abajo del orificio está conectada a un recipiente de vacío con un volumen muy grande. Se puede formar una gran diferencia de presión confiando en la succión aguas arriba y aguas abajo, generando así un flujo de aire hipersónico de M≥5. Sin embargo, a medida que el flujo de gas se acelera a velocidades hipersónicas a través de la boquilla, se expande rápidamente y su temperatura cae bruscamente, lo que hace que el gas se licue. Para evitar la licuación o simular las temperaturas requeridas, los dispositivos de calefacción deben instalarse en el túnel de viento hipersónico en una posición equivalente a la sección estable. Los túneles de viento hipersónicos se dividen en diferentes tipos según los principios y usos de calentamiento. El más típico es el tradicional túnel de viento hipersónico de pulso temporal, que es similar al tradicional túnel de viento supersónico. Otros tipos de túneles de viento incluyen túneles de viento de ondas de choque, túneles de viento de explosión, túneles de viento de ariete caliente, túneles de viento de ariete largos, túneles de viento de pistón de gas, túneles de viento de arco, etc. (consulte equipos experimentales de velocidad ultraalta). El Centro de Investigación y Desarrollo de Energía de Gas de China tiene una sección de prueba de túnel de viento hipersónico convencional de pulso temporal de tipo piloto de alta presión de 0,5 metros de diámetro. El centro también construyó un túnel de viento de ondas de choque con una sección experimental de 2 metros de diámetro. Fue desarrollado sobre la base de túneles de viento hipersónicos. La Figura 6 es un diagrama esquemático de un túnel de viento hipersónico. La Figura 7 es una fotografía de una sección transversal de un experimento en un túnel de viento hipersónico de pulso transitorio con un diámetro de 0,5 metros.

El principio de funcionamiento de los túneles de viento hipersónicos convencionales es similar al de los túneles de viento supersónicos, la principal diferencia es que los primeros deben calentar el gas. La principal diferencia es que el primero debe calentar el gas, porque cuando la temperatura en la sección estable es constante, la temperatura estática del flujo de gas en la sección experimental disminuirá a medida que aumenta el número de Mach, de modo que el flujo de gas en la sección experimental La sección se licuará. De hecho, debido al rápido proceso de expansión del flujo de aire, se producirán diversos grados de sobresaturación en determinadas condiciones experimentales.

Por lo tanto, la temperatura estable real utilizada puede ser inferior a la temperatura derivada de la curva de saturación de aire. Dependiendo de la temperatura de la sección estable, se utilizan diferentes métodos de calentamiento para el gas de experimentación. En términos generales, la temperatura de calentamiento de los calentadores de combustión de gas puede alcanzar los 750 K; los calentadores de resistencia de níquel-cromo pueden alcanzar los 1000 K; los calentadores de resistencia de hierro-cromo-aluminio pueden alcanzar los 1450 K; los calentadores de lecho de guijarros de alúmina pueden alcanzar los 1670 K; el calentador puede alcanzar los 2500 K; el calentador de resistencia de tungsteno utiliza nitrógeno de alta pureza, ya que el gas experimental puede alcanzar los 2200 K; el calentador de resistencia de grafito puede alcanzar los 2800 K.

Primeros años

Los primeros túneles de viento hipersónicos convencionales solían utilizar boquillas bidimensionales. En condiciones de alto número de Mach, el tamaño de la garganta es pequeño, la deformación térmica causada por un alto flujo de calor superficial hace que el tamaño de la garganta sea inestable y la distribución de la capa límite es muy desigual, todo lo cual afectará la uniformidad del flujo de aire. Por lo tanto, la mayoría de los túneles de viento hipersónicos posteriores utilizaron boquillas axisimétricas cónicas o de formas especiales.

Las boquillas cónicas son fáciles de procesar, pero producirán un campo de flujo cónico, por lo que se reemplazan gradualmente por boquillas de formas especiales. Cuando el número de Mach es superior a 7, la garganta de la boquilla que funciona a alta temperatura y presión suele estar enfriada por agua.

El rendimiento aerodinámico típico en los túneles de viento hipersónicos tradicionales se caracteriza por el número de Mach experimental y el número de Reynolds unitario. Los túneles de viento típicos que utilizan aire como gas experimental tienen números de Mach experimentales de 5 a 14 y un número de Reynolds por metro de aproximadamente 3 × 106. Para aumentar aún más el número de Mach experimental y el número de Reynolds, se utilizó como gas experimental helio, que tiene una temperatura de condensación muy baja (4 K), con un número de Mach que alcanza 25 a temperatura ambiente y 42 cuando se calienta a 1.000 K.

El primer túnel de viento hipersónico convencional del mundo se construyó en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial. Este es un túnel de viento transitorio. El límite superior del número de Mach es 10 y el área experimental es de 1 metro por 1 metro. Alemania fue derrotada y el túnel de viento no se completó por completo. Después de la guerra, Estados Unidos construyó una serie de túneles de viento hipersónicos convencionales con un tamaño de más de 0,45 metros, un pequeño número de los cuales eran de tipo continuo y la mayoría de tipo de pulso temporal. Utilice ondas de choque para comprimir el gas experimental y luego utilice el método de expansión constante para crear un túnel de viento de flujo de aire experimental hipersónico. Consiste en un tubo de choque con una boquilla conectada detrás y otros componentes importantes del túnel de viento. Un diafragma (membrana secundaria) separa el tubo de choque de la boquilla y se genera vacío detrás de la boquilla. La Figura 9 es un diagrama esquemático del principio del túnel de viento reflectante de ondas de choque. El proceso de funcionamiento del túnel de viento de ondas de choque es el siguiente: cuando se pone en marcha el túnel de viento, primero se rompe el diafragma principal, lo que hace que el gas impulsor se expanda, generando una onda de expansión que se propaga aguas arriba y genera una onda de choque en el experimento. gas. Cuando la onda de choque se mueve aguas abajo y llega a la entrada de la boquilla, el segundo diafragma se abre, por lo que el gas experimental comprimido por la onda de choque a alta temperatura y alta presión se acelera hacia la boquilla, se expande y fluye hacia la sección experimental para uso experimental. . El experimento finaliza cuando las condiciones experimentales se destruyen debido a la reflexión del sistema de ondas o al flujo de gas experimental.

El tiempo del experimento en el túnel de viento con ondas de choque es corto, generalmente medido en milisegundos. El nombre de túnel de viento de ondas de choque fue propuesto por Herzberg en 1951. Desde principios de la década de 1950 hasta mediados de la de 1960, debido a la urgente necesidad de estudiar los efectos del aire sólido a alta temperatura que se producen durante el vuelo hipersónico, los túneles de viento de ondas de choque se utilizaron principalmente para simular condiciones de alta temperatura. Después de mediados de la década de 1960, debido a la necesidad de maniobrar ojivas estratégicas a bajas altitudes, se recurrió a la simulación de números de Reynolds elevados, y esta operación de simulación se realizó por primera vez en 1971. En 1971 se realizó la primera simulación de este tipo. Los primeros túneles de viento de ondas de choque funcionaban de forma directa (la onda de choque incidente no se reflejaba en la entrada de la boquilla y pasaba directamente a través de la boquilla). Por lo tanto, el tiempo experimental fue muy corto (incluso menos de 1 milisegundo) y difícil). Por lo tanto, se desarrolló el túnel de viento de ondas de choque de reflexión. Este tipo de túnel de viento tiene diferentes modos de funcionamiento. Si se seleccionan las condiciones de funcionamiento adecuadas, normalmente se puede obtener un tiempo experimental de 5 a 25 milisegundos. Los experimentos en túneles de viento con ondas de choque se han establecido como una técnica experimental hipersónica estándar y se han convertido en la principal fuente de datos aerodinámicos hipersónicos.

Los proyectos experimentales suelen incluir transferencia de calor, presión, mediciones aerodinámicas y visualización del campo de flujo, además de proyectos especiales como mediciones de densidad de electrones. Los parámetros operativos más altos del túnel de viento de ondas de choque existente son: la presión de conducción es de aproximadamente 3400 atmósferas (1 atmósfera equivale a 101.325 Pa; puede simular una velocidad de vuelo de 6,7 kilómetros por segundo; el número de Mach del flujo de aire es tan alto como); 24; el número de Reynolds llega a 108 (cuando el número de Mach es 8). Los túneles de viento utilizan descargas de pulsos de arco para calentar y comprimir gases experimentales dentro de un volumen constante para crear un flujo de aire hipersónico. La estructura básica se muestra en la Figura 10. Antes de la operación, el dispositivo de almacenamiento de energía almacena energía eléctrica, la cámara de arco se llena con gas a una cierta presión y la parte aguas abajo del diafragma se evacua al vacío (generalmente no menos de 105 Pa). Cuando se trabaja, la energía eléctrica almacenada se libera a través de la descarga del arco en la cámara de arco en un período de una milésima de milisegundo a decenas de milisegundos, calentando y comprimiendo el gas cuando la presión en la cámara de arco aumenta a un valor predeterminado; el diafragma se rompe; la expansión del gas a través de la boquilla se acelera, formando un flujo de aire hipersónico en la parte experimental y luego se descarga en la caja de vacío a través del difusor;

A diferencia de los túneles de viento hipersónicos tradicionales y los túneles de viento de ondas de choque, el flujo de aire experimental en el túnel de viento de pulso térmico es casi constante (ver flujo inestable) y el tiempo experimental es de aproximadamente 20 a 200 milisegundos. La presión y la temperatura del gas en la cámara de arco durante el proceso dependen de las condiciones y el tiempo experimentales, y son aproximadamente entre un 10 y un 50% más bajas que las de los túneles de viento hipersónicos y los túneles de viento de ondas de choque. Por lo tanto, es necesario realizar mediciones sincrónicas instantáneas de los parámetros del flujo de gas en la sección experimental y las características aerodinámicas del modelo durante el experimento, y utilizar un conjunto de técnicas de procesamiento de datos especializadas.

El desarrollo de túneles de viento de pulso térmico comenzó a principios de la década de 1950, un poco más tarde que los túneles de choque. La idea original era utilizar descargas de chispas para obtener una sección de accionamiento de alto rendimiento del tubo de choque, que luego evolucionó hasta convertirse en un túnel de viento de pulso térmico. El término "choque térmico" fue acuñado por R.W. Perry en 1958.

Una de las claves técnicas del túnel de viento de choque térmico es reducir la quema de materiales y la contaminación por gases a niveles aceptables. Las medidas adoptadas son: Utilice nitrógeno en lugar de aire como gas experimental; reduzca el área de aislamiento de la cámara de arco expuesta al gas caliente; diseñe racionalmente las estructuras del electrodo y del deflector de garganta que precipiten las partículas producidas por la ablación del material; seleccione adecuadamente los fusibles de arco; El túnel de viento Funciona cuando la temperatura del gas de la cámara es inferior a 4000 grados. Hay dos tipos de dispositivos de almacenamiento de energía en los túneles de viento de impulso térmico: condensadores e inductores. El primero se utiliza a menudo para almacenar energía por debajo de 10 megajulios, y el segundo se utiliza principalmente. Se utiliza para almacenar energía entre 5 y 100 megajulios.

Otro método es proporcionar energía directamente desde la red eléctrica, y su energía generalmente ronda los 10 megajulios. Los diferentes métodos de uso de energía eléctrica requieren la carga correspondiente. sistemas de descarga El rango de simulación del túnel de viento de impulso térmico generalmente puede alcanzar 10 megajulios. El número de Mach es 8 ~ 22 y el número de Reynolds por metro es 1 × 105 ~ 2 × 108. El tiempo experimental no es solo de varios cientos de milisegundos. permite completar al mismo tiempo el experimento del túnel de viento estático del ángulo de ataque completo del modelo, pero también el experimento del túnel de viento dinámico Mide la estabilidad dinámica y utiliza aire como gas experimental (la temperatura generalmente es inferior a 3000 K). Realizar experimentos con motores ramjet de alta velocidad. El experimento del motor ramjet hipersónico también puede utilizar aire como gas experimental (la temperatura generalmente es inferior a 3000 K).

Además de los túneles de viento anteriores, existen. también túneles de viento hipersónicos, túneles de viento de nitrógeno, túneles de viento de helio, túneles de viento con pistola pulverizadora (túneles de viento de pistón ligero), túneles de viento de carrera larga (túneles de viento de pistón pesado), túneles de viento de pistón de gas Túnel, túnel de viento de expansión y túnel de viento hipersónico de tubo Ludwig , etc. El túnel de viento natural se refiere a una cueva natural formada por la naturaleza. El viento sopla desde la entrada de la cueva. La ubicación específica es la aldea de Xintang, ciudad turística, condado de Xinhua, provincia de Hunan. , el viento dejará de soplar en otoño, invierno y primavera, y solo soplará en verano. La temperatura del viento es muy baja, solo unos pocos grados, y no crece hierba en la entrada de la cueva. entrada de la cueva durante mucho tiempo, de lo contrario estará frío por todas partes, se oirá el viento quejumbroso por la noche. Debido a que el viento es demasiado fuerte, el túnel de viento de la generación anterior era demasiado ruidoso. , la generación anterior bloqueó la entrada del túnel, pero el túnel de viento todavía estaba abierto. Un agujero, pero la velocidad del viento disminuyó significativamente, pero la temperatura del viento se mantuvo sin cambios. Había un animal parecido a un gato viviendo en la cueva, con. patrones en su cuerpo como una cebra Nadie ha podido resolver el misterio de la formación del túnel de viento. Se ha convertido en una sombra local con una señal siniestra.

En marzo, los periodistas caminaron hacia Asia. El túnel de viento vertical más grande diseñado y construido de forma independiente en mi país para apreciar el paisaje único en el túnel de viento

Estar en el "cielo" artificial

Todavía hay un poco de nieve en la cima del Qinling. Montañas, y el pie de la montaña ya es del color de las flores de durazno. Mientras el automóvil avanza por una sinuosa carretera de montaña, la escena frente a nosotros de repente se vuelve clara: montañas verdes, el agua y los árboles están teñidos, y cinco. Los edificios de varios pisos se elevan desde el suelo.

"Estamos aquí. Este es el túnel de viento vertical más grande de Asia". El periodista se sintió un poco decepcionado cuando escuchó la presentación del personal que lo acompañaba. Lo que vi fue completamente diferente de lo que imaginaba. El túnel de viento vertical recién construido no es muy alto y no parece muy impresionante. Ni siquiera es tan bueno como los rascacielos habituales de la ciudad.

Desde el exterior, la única diferencia con una casa normal es que hay una gruesa tubería de hierro en la "parte trasera" del edificio. El técnico dijo a los periodistas: "No subestimen a este tipo de hierro, es el principal canal para generar flujo de aire".

De hecho, hay un "corazón" mágico bajo la apariencia ordinaria del túnel de viento. Al entrar en él, el periodista descubrió que este "cielo" artificial está hecho íntegramente de logros de alta tecnología.

La construcción de túneles de viento es un tema de integración de sistemas multidisciplinario e interprofesional, que incluye más de 20 campos profesionales como la dinámica de gases, la ciencia de los materiales y la acústica. Todo el túnel de viento vertical tardó sólo dos años y medio desde la primera piedra hasta la primera prueba de ventilación, creando un milagro en la historia de la construcción de túneles de viento en China.

En el vestíbulo, la escalera de caracol está rodeada por dos enormes tubos, ¡lo cual es bastante espectacular! Más que una instalación experimental, es una obra de arte arquitectónica de vanguardia.

Durante el recorrido, el periodista descubrió que hay muchos "aspectos destacados" en el túnel de viento: dos cámaras pudieron recolectar imágenes de prueba al mismo tiempo, y la computadora las leyó y procesó automáticamente; el primero en utilizar la tecnología de regulación de velocidad de frecuencia variable de voltaje medio más avanzada del mundo. Controlada por el sistema de transmisión principal en el túnel de viento, la precisión de la velocidad del motor aumenta en un 50%.... ...

El responsable dijo que el túnel de viento vertical es una nueva estrella en la enorme familia de túneles de viento de mi país. Actualmente, sólo unos pocos países desarrollados tienen este tipo de túneles.

Siente el encanto del viento

El viento va y viene sin dejar rastro, es libre. Pero en manos de los investigadores científicos de la base, el viento invisible y omnipresente se ha dividido en flujos de aire regulares de diversas intensidades y "formas".

El periodista se puso al día con la prueba de mejora de giro libre en curso de un determinado modelo en el túnel de viento vertical.

¿Qué es el giro de la cola? Se refiere al fenómeno en el que un avión gira de un lado y cae bruscamente del otro lado mientras se encuentra en un estado de pérdida sostenida. Hasta que se comprenda completamente este fenómeno, los giros de la cola solo tienen una consecuencia: la muerte. Los datos muestran que entre 1966 y 1973, Estados Unidos perdió cientos de aviones F-4 debido a accidentes en barrena.

En el centro de control, el asistente activó el botón y el enorme motor comenzó a girar. El periodista tuvo que taparse los oídos con las manos para resistir el "estruendo atronador" que se avecinaba. Pero inesperadamente, el fuerte ruido que imaginó no llegó, solo un canto bajo fluyendo por el aire. 30 metros/segundo, 50 metros/segundo..., la velocidad del viento ha llegado al extremo. El reportero se paró junto a la sección de prueba de aislamiento acústico, pero no se dio cuenta de la concepción artística de "viento fuerte que sopla y nubes voladoras".

¿Sabes cuál es la velocidad del viento de 50 metros/segundo? ¡Peor que un huracán! La persona de servicio dijo a los periodistas que si pones a las personas en la sección de prueba, puedes experimentar la sensación de fuertes vientos que soplan y vuelan con el viento.

El primer túnel de viento vertical de mi país ha desarrollado sólidas capacidades de prueba. El responsable dijo a los periodistas: Además de completar la mayoría de los proyectos de prueba convencionales en túneles de viento horizontales existentes, este tipo de túnel de viento también puede completar la evaluación del rendimiento del giro de cola de los aviones y las pruebas de estabilidad aerodinámica durante el proceso de recuperación de satélites retornables y naves espaciales tripuladas. .