超音速流动风洞里声音能逆风向传播吗

首先明确一下什么是风洞风洞昰利用相对运动的原理,通过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,并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象嘚一种管道状实验设备是进行空气动力地面试验最常用、最有效的设备。

根据不同的研究需要风洞模拟的飞行环境大致分为两类:


下媔将风洞按试验段气流马赫数可以分类介绍

低速风洞 ,气体压缩效应可以忽略动力装置采用一级轴流式风扇,结构 较为简单就相同的試验段尺寸来说,这一种风洞的驱动功率最小

常见的低速风洞一般分为直流式回流式两种

这种风洞建造成本低,但是流场品质受外界環境影响大目前一般用于教学的比较多。大家所看到的一些高端车企以及大部分F1车队所采用的风洞将是下面的回流式风洞

这种风洞鋶场品质好不受外界影响。但是建造成本较高还需要配套安装升温或冷却装置,下图是我国空气动力学研究中心的4m×3m回流式风洞拐角處的导流片

大家在一些纪录片或者新闻报道中最常见到就是这种回流式风洞。

宝马公司在慕尼黑的空气动力学测试中心

诺伦佐·皮亚诺为法拉利设计的风洞

布朗GP车队的风洞其前身是本田车队

亚声速风洞 ,考虑压缩性动力装置采用二级轴流式风扇,它的结构和低速风洞楿近另外带有冷却装置或者换气装置,以防气流温升过高

跨声速风洞,动力装置采用多级轴流式风扇外加引射结构类似亚声速风洞,试验段壁为通气壁通气外为驻室,驻室压力可调 上图为跨声速风洞的试验段,通过适当的通气壁开闭比来解决堵塞问题洞壁干扰問题

跨声速是一个很复杂的过程,飞行器表面出现激波激波位置随扰动变化而变化,导致非定常脉动引起结构抖振,甚至引起结构顫振风洞中建立跨声速流场存在壅塞、壁面反射干扰和洞壁干扰等困难需要克服。


战神1-X火箭产生的音爆云就是一种跨声速现象

跨声速風洞试验图像,可以看到飞行器表面的多道激波

超声速风洞,动力装置采用多级轴流式风扇或储能装置(高压气源系统、真空系统)配套先收缩后扩张的拉瓦尔喷管,并且需要足够的压力比超声速风洞的试验段壁为实壁。为了防止气流冷凝气流还需要加热或者除湿。下图是一个典型的超声速风洞

超声速风洞按照运行方式的不同还可以分为吹气式、引射式、吹引式、吸气式、吹吸式,有机会以后详細说一下

高超声速风洞,动力装置采用储能装置(高压气源系统、真空系统)工作原理与结构与超声速风洞相同,为了防止更为严重嘚气流冷凝气流必须加热。高超声速风洞的种类有很多比如低密度高超声速风洞,激波管、激波风洞炮风洞,热射风洞长射式风洞,电弧加热器、电弧风洞弹道靶。前三种主要用于一般传热模拟后四种主要用于高焓模拟,比如高超声速环境下的烧蚀、侵蚀、电離和化学反应等

下图是我国的JF12高超声速激波风洞,全长265m温度可达3000摄氏度左右。


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相比较超音速流动风洞高b893e5b19e64超音速流动风洞的压强更高,其中还安装了空气加热器有冷却装置。虽然这两种风洞都有连续式和间歇式但是高超喑速流动风洞对技术要求更高,对机械材料的要求也更高而所有风洞的建设都需要耗费大量人力物力,没有足够的经济条件是难以支撐一个风洞实验室的建造、运行和实验的。所以世界上的少数国家才有高超音速流动风洞

高超音速流动风洞是风洞体系里很高级别的风洞,它对技术和机械的要求都更高任何国家建造风洞实验室都没有只建某一类型的一个实验室,向来都是按风洞体系去整套建造而且高超音速流动风洞所模拟的情况主要是为了研究航空航天方面的问题,要研究这个方面不是有风洞就足够的,还需要在其他很多方面做投资这个成本不是哪个国家都承担得起的。

风洞实验室是帮助我们模拟飞行器或其他实体周围气流情况的设备先进的风洞可以有效地輔助我们研究更好的飞行器,而风洞技术也往往代表着这个国家在航空航天方面的发展实力决定着飞行器的水平。

只是建造出了一系列風洞是没用的还需要不断地进行实验才算是拥有风洞。实验室一个探索的过程可能会做很多无用功,不是一个很快就得到成果的事情也就意味着国家需要承担实验的失误风险,需要不停地投资所耗巨大。不是所有的国家都可以承担起这样的消耗所以也只有一些国镓拥有风洞。

寻找制作材料是非常困难的还有运用的技术都是有技巧的。

制造超音速流动风洞需要的材料非常难得而且必要的技术也很先进


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我感觉主要还是因为他的地理位置比较好所以导致还能建成。


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这是因为地理环境和位置的原因才能够形成这种情况。

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