航空航天技术基础
实验报告
专业 飞行器动力工程 班级 六 一 姓名 张 阳
学号 141506110 老师 马 高 山 时间 2105 / 06
引 言
1．实验总体要求
实验是本课程重要的实践性教学环节，是考核本课程学习成绩的一个组成部分。通过实验，要求学生达到：
（1）了解烟风洞和低速风洞的基本工作原理，并掌握其使用方法； （2）基本掌握飞机的飞行原理、飞机的操纵性和稳定性；
（3）了解涡轮喷气发动机的主要结构、基本适用范围和主要性能指标； （4）正确进行实验数据的整理、对实验结果的分析，并独立写出实验报告。
2．航空航天技术基础实验安排
分飞行原理实验和发动机构造实验两部分： （1）飞行原理实验 （2）发动机构造实验
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：回流式低速风洞、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。
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。
回流式低速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。
回流式低速风洞的工作过程如下：电动机驱动风扇转动产生人造风，人造风首先通过收敛段，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。飞机或机翼模型就放在实验段的支架上进行实验。气流从实验段流过扩散段，使流速降低，能量的损失减小。最后气流通过防护网流出风洞之外。
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和空速管，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） 实验方法及数据记录
1． 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
段气流达到预定风速。
（2） 分别测量在某几个迎角（取a=15,20,25,30）时升力系数Cx、阻力系
o
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数Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并将测量数据记录于下表。
2． 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。
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六、实验收获（心得体会）
通过本次飞行原理实验，让我熟悉了风洞的功用和典型构造，认识到风洞试验在航
空航天领域的重要性，它为飞机，火箭等飞行器的飞行有了更可靠的数据，增加航空航天的安全性；
实验二、发动机构造实验
（一）实验目的
1． 熟悉航空发动机的功用和典型构造；
2． 通过实验掌握燃气涡轮发动机各个部件的组成、功用。 （二）实验内容
观察燃气涡轮发动机各个部件的组成，并了解和分析各部分的功用。
（三）实验设备
实验设备主要包括：涡喷燃气涡轮发动机。
涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。涡轮喷气发动机的工作过程如下：空气首先由进气道进入发动机，空气流速降低，压力升高。当气流经过压气机后，空气压力可提高几倍甚至数十倍（可高达30倍以上）。具有较高压力的空气进入燃烧室，与从喷嘴喷出的燃料充分混合，经点火后燃烧，燃料的化学能转换为内能。此后，燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮工作，高速旋转的涡轮产生机械能，带动压气机和其他附件工作。涡轮出口燃气直接在喷管中膨胀，使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力。
（四）实验方法
实验时采用老师讲述、学生提问、老师和学生交流讨论的方式进行。
（六）实验结论或实验收获（心得体会）。
通过本次试验，使我们学到和进一步掌握了涡轮发动机的构造及其原理，以及工作时各个组成部分的功能和作用，是我对飞机发动机的研究产生更加浓厚的兴趣，期待着实习与工作实践。