实验一、飞行原理实验（一） 实验目的1. 熟悉风洞的功用和典型构造；2. 通过烟风洞实验观察模型的气流流动情况；3. 通过低速风洞的吹风实验了解升力与迎角、相对速度之间的关系;4. 通过对不同的飞机模型进行吹风实验掌握飞机的稳定性和操纵性二） 实验内容1. 观察翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流动情况；2. 观察飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律；3. 观察飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态;4. 观察飞机模型通过操纵设备来改变飞机的哪些飞行状态三）实验设备实验设备主要包括：直流式低速风洞、烟风洞、以及各种不同类型的飞机吹风模型教具如 图1-1所示是烟风洞构造示意图烟风洞也是一种低速风洞，主要用于形象地显示出环绕实 验模型的气流流动的情况，使观察者可以清晰地看出模型的流线谱，或拍摄出流线谱的照片三一三S三三三1-发烟器；2-管道；3-梳状管；4-实验段；5-沉淀槽；6-烟量开关；7-烟速调整纽；8-模型迎角调整纽；9-发烟器及照明开关图1-1烟风洞构造示意图烟风洞一般由风洞本体、发烟器、风扇电动机和照明设备等组成风洞的剖面呈矩形， 为闭口直流式烟从发烟器1产生，沿管道2流向梳状管3 （很多并列的细管），烟雾通过 梳状管形成一条条细的流线，流线流过实验段4时,就可以观察气流流过模型时的流动情况。
烟雾流过实验段后流人沉淀槽5,最后流到风洞的外面发烟器底部装有电加热器，把注入 的矿油点燃而发烟为了看得更清楚或方便摄影，风洞实验段后壁常漆成黑色，并用管状的 电灯来照明如图1-2所示是一种简单的直流式风洞的构造示意图风洞的人造风是由风扇旋转式产生 的，风扇由电动机带动，调整电动机的转速，可以改变风洞中气流的流速il —— 12 —4*——13 T1-电动机；2-风扇；3-防护网；4-支架；5-模型；6-铜丝网；7-整流格；8-天平；9-空速管；10-空速表；11-收敛段；12-实验段；13-扩散段图1-2直流式低速风洞直流式低速风洞的工作过程如下：电动机1驱动风扇2转动产生人造风，人造风首先通 过收敛段11，使气流收缩，速度增大气流通过整流格，使涡流减小，并在实验段的进口 处达到希望的流速，然后再以平稳的速度通过实验段12飞机或机翼模型就放在实验段的 支架4上进行实验气流从实验段流过扩散段13,使流速降低，能量的损失减小最后气 流通过防护网3流出风洞之外进行风洞实验还需要一些精密的仪器设备，如测量模型上的空气动力大小的天平8、测量气 流速度的空速表10和空速管9,以及温度汁、气压计和湿度计等，另外，还需要模型表面 压力分布的压力计、数据采集和处理设备以及控制风洞运行的其他设备等。
四) 实验步骤、方法及数据记录1. 实验步骤(以直流低速风洞为例)(1) 连上电源线(电源接头在设备背部)，接通操作面板上的电源开关(按绿色按钮)；(2) 首先转动电压调整罗盘至零位，然后打开电压和电流开关，观察电压表和电流表指 示是否正常；(3) 确认电压表和电流表正常后，将需要实验的翼型模型或飞机模型放置在实验段，并 固定好；(4) 转动电压调整罗盘，逐渐提咼电动机功率(功率不咼于140)；(5) 达到所要求的实验风速后，对翼型模型或飞机模型进行相应的操作，观察实验现象 并记录实验结果；(6) 将电压调整罗盘调整至零位，电压和电流开关，关闭操作面板上的电源开关(按红 色按钮)，关闭电源，并将翼型模型或飞机模型放回原处2. 实验方法(1) 将飞机模型或翼型模型置于实验段的固定位置，调整电动机功率，使实验段气流达3． 实验数据记录（1）记录实验时翼型模型或飞机模型的迎角的角度；（2）记录实验时电动机功率的大小和气流的流速；（3）记录实验现象或实验结果五） 思考题1． 风洞实验有何作用？ 答：风洞实验的作用：是利用人造气流来进行飞机空气动力实验测试风洞是发展航空 航天事业的关键设备，风洞实验是研制飞行器的先行官 ，决定一架飞机或其他飞行器的飞 行性能，如速度、高度等，除飞机重量、发动机推力等要素外，最重要的因素是作用于飞机 的空气动力。
空气动力主要决定于飞机的外形在设计和研制飞机时，首先是设计其外形， 由此就可以确定作用于飞机的空气动力并推算飞行性能但是，这个工作只能做在最前，不 能在飞机造出来以后故风洞试验主要用于确定飞机空气动力的实验测试2． 影响飞机升力的因素有哪些？答：（1）机翼面积的影响；（2）相对速度的影响；（3）空气密度的影响；（4）机翼剖面形状和迎角的影响.3． 什么是飞机的稳定性？飞机包括哪几个方向上的稳定性？ 答：所谓飞机的稳定性，是指在飞行过程中，如果飞机受到某种扰动而偏离原来的平衡 状态，在扰动消失后，不经飞行员操纵，飞机能自动恢复到原来平衡状态的特性飞机的稳定性包括：（1）飞机的纵向稳定性；（2）飞机的方向稳定性；（3）飞机的横向稳定性.4． 什么是飞机的操纵性？驾驶员如何操纵飞机的俯仰、偏航和滚转运动？ 答：飞机的操纵性是指驾驶员通过操纵设备（如驾驶杆、脚蹬和气动舵面等）来改变飞 机飞行状态的能力驾驶员如何操纵飞机的俯仰： 飞机在飞行过程中，操纵升降舵，飞机就会绕着横轴转动，产生俯仰运动飞行员向后 拉驾驶杆，经传动机构传动，升降舵便向上偏转，这时，水平尾翼上的向下附加升力就产生 使飞机抬头的力矩，使飞机上仰；向前推驾驶杆，则升降舵向下偏转，使机头下俯。
驾驶员如何操纵飞机偏航： 在飞机飞行过程中，操纵方向舵，飞机则绕立轴转动，产生偏航运动飞行员向前蹬左 脚蹬，方向舵向左偏转，在垂直尾翼上产生向右的附加侧力，此力使飞机产生向左的偏航力 矩，使机头向左偏转；向前蹬右脚蹬，飞机产生向右的偏航力矩，使机头向右偏转驾驶员如何操纵飞机的滚转运动： 飞机在飞行过程中，操纵副翼，飞机便绕着纵轴转动，产生滚动运动向左压驾驶杆， 左副翼向上偏转，右副翼向下偏转，这时左机翼升力减小，右机翼升力增大，则产生左滚的 滚动力矩，使飞机向左倾转；向右压驾驶杆，则右副翼向上偏转，左副翼向下偏转，产生右 滚的滚动力矩，飞机便向右偏转六）实验收获（心得体会）通过本次飞行原理实验，使我熟悉了风洞的功用和典型构造，认识到风洞试验对发展航 空航天事业的重要性因为航空器、航天器，包括像先进的空中武器装备，比如导弹，比如 先进的隐身战斗机等等，都是需要通过风洞，通过空气动力技术去设计它、试验它而我国 作为发展中国家，要发展大飞机，要发展军用飞行器，必须要有与之相关的专家作为当代 大学生，我们应努力掌握相关方面的知识，为祖国的强大与发展做出自己的贡献。