風洞的發明

A. 什麼是風洞娛樂風洞還是風洞嗎

風洞
風洞，簡單地說，就是根據運動的相對性原理，用以模擬各種飛行器在空中飛行的龐大試驗設備。風洞是我國航空航天飛行器的「搖籃」，所有的飛機、火箭、衛星、導彈、飛船都是被風洞「吹」上天空的。

陽春3月，記者走進我國自主設計建造的亞洲最大的立式風洞，領略風洞里獨特的風景。

置身人造「天空」

秦嶺之巔還殘雪點點，山腳之下已是桃花吐艷。汽車駛過一段蜿蜒的山路，眼前景象豁然開朗：翠綠的山林間，一座5層高的建築拔地而起。

「我們到了，這就是亞洲最大的立式風洞。」聽到陪同人員介紹，記者感到有些失望，因為眼前的景象與想像中完全不一樣。新建成的立式風洞不算高大，也不顯得很威武，甚至不如城市裡常見的摩天大樓。

從外表看，與普通房屋唯一不同的是，該建築身上「背」著一根粗大的鐵管。技術人員對記者介紹：「可不能小瞧這鐵傢伙，它是產生氣流的主要通道。」

其實，風洞普通的外表下有著神奇的「心臟」。步入其中，記者發現這片人造「天空」完全是用高科技的成果堆砌而成。

風洞建設是一個涉及多學科、跨專業的系統集成課題，囊括了包括氣動力學、材料學、聲學等20餘個專業領域。整個立式風洞從破土動工到首次通氣試驗僅用了2年半，創造了中國風洞建設史上的奇跡。

大廳里，螺旋上升的旋梯簇擁著兩節巨大的管道，好不壯觀！與其說它是試驗設備，不如說是風格前衛的建築藝術品。

一路參觀，記者發現該風洞「亮點」多多：實現了兩個攝像頭同時採集試驗圖像，計算機自動判讀處理；率先將世界最先進的中壓變頻調速技術用於風洞主傳動系統控制，電機轉速精度提高50%……

負責人介紹說，立式風洞是我國龐大風洞家族中最引人矚目的一顆新星，目前只有極少數發達國家擁有這種風洞。

感受「風」之神韻

風，來無影去無蹤，自由之極。可在基地科研人員的手中，無影無蹤無所不在的風被梳理成循規蹈矩、各種強度、各種「形狀」的氣流。

記者趕得巧，某飛行器模型自由尾旋改進試驗正在立式風洞進行。

何謂尾旋？它是指飛機在持續的失速狀態下，一面旋轉一面急劇下降的現象。在人們尚未徹底了解它之前，尾旋的後果只有一個：機毀人亡。資料顯示，1966年至1973年，美國因尾旋事故就損失了上百架F-4飛機。

控制中心裡，值班員輕啟電鈕，巨大的電機開始轉動。記者不由自主地用雙手捂住耳朵，以抵擋將要到來的「驚雷般的怒吼」。可沒想到，想像中的巨響沒有到來，只有空氣穿流的淺唱低吟。30米/秒、50米/秒……風速已到極至，記者站在隔音良好的試驗段旁，卻沒有領略到「大風起兮」的意境。

你知道50米/秒風速是什麼概念？勝過颶風！值班員告訴記者，如果把人放在試驗段中，可以讓你體驗被風吹起、乘風飛翔的感覺。

我國首座立式風洞已形成強大的試驗能力。負責人告訴記者：該型風洞除可完成現有水平式風洞中的大多數常規試驗項目，還能完成飛機尾旋性能評估、返回式衛星及載人飛船回收過程中空氣動力穩定性測試等。

資料鏈接

世界上公認的第一個風洞是英國人於1871年建成的。美國的萊特兄弟於1901年建造了風速12米／秒的風洞，從而發明了世界上第一架飛機。風洞的大量出現是在20世紀中葉。到目前為止，我國已經擁有低速、高速、超高速以及激波、電弧等風洞。
群山連綿，植被茂密。從外表看，很難想像山裡有洞，洞里卧虎藏龍。這些人工開鑿的巨大山洞綿延數公里，橫貫幾座山，構成了目前中國也是亞洲最大的風洞群，包括低速風洞群、高速風洞群和超高速風洞群，分別應用於不同的研究試驗范圍。

2.4米×2.4米的大型風洞，是亞洲最大的跨聲速風洞。走進這個世界級的大風洞，只見一枚國產新型導彈模型正在接受嚴格的氣動試驗。站在現代化的測試大廳，聆聽著滾滾風雷的咆哮，看著試驗數據在大屏幕上不斷跳動，記者的血液一下子沸騰起來。

風洞試驗，簡單講就是依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為製造氣流流過，以此模擬空中的各種復雜飛行狀態，獲取試驗數據。這是現代飛機、導彈、火箭等武器研製、定型的「必由之路」。

在高速風洞研究所的陳列室里，一排排「長征」系列運載火箭，各種新型作戰飛機，各種戰略、戰術導彈的模型，看得人眼花繚亂。研究所負責人告訴記者，空氣動力學是航空、航天工業的基礎學科。風洞試驗作為它的主要研究手段，其水平高低與一個國家的尖端科技、尤其是國防軍事實力的強弱緊密相關。

因此，世界發達國家都非常重視發展空氣動力試驗研究機構。據了解，德國在1907年就成立了「哥廷根空氣動力試驗院」，並在此後不惜巨資修建了一批低速、高速、超高速和特種風洞，在世界上率先研製出噴氣式飛機、彈道導彈；美國於1915年就成立了國家空氣動力研究機構。

新中國從零開始發展航空航天事業時，風洞成為制約技術發展的「瓶頸」。當發達國家擁有了高性能的飛機、導彈時，中國自己研製的飛機、設計的導彈只有花大量外匯，拿到別國的風洞去做試驗，還要看別人的臉色行事。而今天，任何先進的導彈、飛機，都可以在中國自己的風洞里拿到出廠的「通行證」。僅去年，中心的高速風洞研究所就先後試驗解決了數百個技術問題，吹風試驗5次打破歷史最高紀錄。

風洞人告訴記者，這些先進裝備都是從這里的風洞「吹」出去的。他們說，那還只是「當年勇」，此刻我們所在的2.4米×2.4米風洞，是1997年12月首次通氣試驗宣告建成的。在這座大型風洞里，任何導彈、戰機的模擬狀態都更加接近實際飛行，可獲得更為准確的試驗數據。目前，我軍的新型導彈、戰機，都將首先從這里起飛，去精確命中目標、去自由翱翔藍天。

太空飛船首先在這里遨遊「蒼穹」

大大小小的「神舟」飛船返回艙模型在記者面前擺了一大片，數一數，足足有100多個。那邊還放著今年5月剛剛發射升空的「海洋」一號和「風雲」一號衛星模型。

這是在中心的超高速風洞研究所。在寬敞明亮的試驗大廳里，該所負責人告訴記者，航天技術是大國地位和國防實力的展示，而所有的航天飛行器，包括「 神舟」飛船及其逃逸塔、返回艙等，都先要在風洞里「遨遊太空」。尤其是飛船返回艙，在返回地球的過程中要穿越大氣層，受到摩擦產生的高溫及風、雨、雷、電影響，因而不僅其外型設計要經過「吹風」，其防熱材料的選擇也需經過多次風洞試驗。

記者看到，經過加工製作的「神舟」返回艙模型，被科研人員送進電弧風洞，進行「熱環境燒蝕」模擬試驗。洞內高達幾千攝氏度的高溫氣流，將模型外殼的防熱材料燒成了明顯的「蜂窩」狀。技術人員介紹說，返回艙外殼的防熱材料不僅要耐高溫，而且對其燒蝕後的形狀、均勻度等都有苛刻的要求。為選擇最佳材料，這里已反復進行了上千次的試驗。

矗立在另一邊的激波風洞和1.2米×1.2米風洞，也是完成飛船返回艙試驗的 「功勛風洞」。激波風洞是國內最大的、可在短時間運行的脈沖型超高速氣動力、氣動熱試驗設備，能模擬6~16倍音速的高速飛行器飛行環境，為飛行器在太空中飛行的空氣動力特性研究提供准確數據。在1.2米×1.2米風洞中，「神舟」飛船、返回艙、逃逸塔等大量模型經歷了數千次的氣動試驗、獲取了數萬個技術參數。通過反復提取試驗數據、多次修改設計方案，才迎來中華「神舟」飛天的輝煌一刻。

4月1日，記者曾在「神舟」飛船著陸場目擊「神舟」三號返回艙著陸，親眼看到懸掛返回艙的90多根傘繩依次排列，沒有一點纏繞。現場的專家稱，不僅返回艙外殼材料的燒蝕達到最佳狀態，著陸姿態也達到了最佳狀態，說明飛船的空氣動力試驗達到了很高水平。

可以預見，在不久的將來，從這洞中飛出的「神舟」四號、「神舟」五號… …也將在茫茫太空寫下神奇的篇章。

躋身國民經濟主戰場

漫步大大小小的風洞群，記者的目光被一座8米×6米、長達237米的龐然大物所吸引———這就是亞洲尺寸最大的低速風洞。這條盤踞在大山溝里的「巨龍」 ，曾榮登國家科技進步獎的金榜。我國的東方明珠電視塔、西安仿古塔、成都萬人體育館等著名高層建築，就是從這里獲得「准生證」的。

低速風洞研究所的負責人告訴記者，利用空氣動力學研究手段，對高層建築、復雜外形建築及橋梁等的風載風振現象進行風洞模擬試驗，可以為抗風、抗振設計提供可靠的依據。

據說，對建築物的第一次「風動」警告來自30多年前的美國。1971年，由美國著名橋梁專家設計建造的第一座斜拉索橋在強台風中扭曲折斷。

1979年，中心承接了對紅水河鐵路橋模型的風洞試驗，揭開了我國民用建築抗風研究第一頁，風洞的應用范圍自此由單一的軍工產品，拓展到廣闊的國民經濟主戰場。

在這里的試驗大廳里，擺放著上海東方明珠電視塔、北京新首都機場候機樓、廈門海滄大橋等許多精巧漂亮的建築模型。技術人員說，東方明珠塔在設計之初，就在低速風洞中進行了上千次模型吹風試驗，並修改了設計。1994年8月，一場強台風襲擊我國東南沿海地區，許多高層建築在風中倒塌，而東方明珠塔卻安然無恙。北京新首都機場樓經風洞試驗後發現，大樓一側出現負壓，修改設計後才破土動工。廈門海滄大橋是廈門市有史以來建設的最大一座橋，中心對該橋的模型進行了全面氣動試驗，對設計提出明確修改意見，確保深受台風災害之苦的廈門人民用上放心橋。

磁懸浮高速列車、新一代中型載貨汽車也是從這里啟程的。我國的解放牌和東風牌中型載貨汽車，造型曾幾十年不變，其氣動阻力系數比國外同類汽車要高出20%，燃料消耗要多出10%。「八五」期間，東風汽車技術中心與空氣動力研究中心合作攻關，經4年努力設計出了新車型，其氣動阻力和耗油量指數分別接近和達到國際先進水平。

亞洲雄風笑迎新挑戰

前些年，對於中國的空氣動力研究成就，曾鬧過一場頗具戲劇性的「國際誤會」———當國際上確認中國已擁有相當水平的空氣動力研究設施時，美國人一口咬定是蘇聯幫著乾的，而俄羅斯人則堅信是美國暗中幫的忙。若干年後，他們才不得不承認，這是中國人自力更生創造的奇跡。

20世紀60年代，一群來自北京、沈陽、哈爾濱的知識精英，來到這片深山溝，開始了艱苦的創業。如今，這里已建起亞洲最大的風洞群，擁有低速、高速和超高速等各類風洞，具備各種飛機、導彈、衛星、運載火箭及太空飛船等航空航天飛行器的空氣動力研究試驗能力。世界著名空氣動力學家、法國宇航院院長奧里維爾博士來此參觀後感嘆：「我確信，這是一項能使中國走向巨大成功的世界性成就！」

然而，中國風洞人絲毫沒有自滿。在空氣動力中心的幾天里，記者發現所有 「風洞人」都在緊張忙碌著。科研一線的技術人員介紹說，隨著現代軍事科技的飛速發展，各種新式武器裝備迅速出台亮相，我們的風洞群已難以完全適應新裝備發展的需要。因此，一場大規模的技術改造正在這里展開。

記者看到，某新型導彈在經過改進的風洞環境中，正進行新一輪的試驗。它要經過風、雨、雷、電、火、沙等各種條件下的嚴格考驗。

一座座風洞，一座座豐碑。近年來，空氣動力研究中心靠人才建洞，在建洞中育人，培養出一大批年輕的高素質人才。在這里，記者時時能感受到拼搏者的自豪、奉獻者的胸懷和開拓者的蓬勃朝氣。

在世界航空航天領域，中國「風洞人」將闖出一片更加廣闊的發展空間。

B. 世界上有哪些著名的風洞，有中國的嗎

有，中國有排名世界第三，亞洲第一的風洞，位於四川省綿陽市

C. 風洞是什麼有什麼用

風洞(wind
tunnel)就是用來研究空氣動力學的一種大型試驗設施。風洞其實不是個洞，而是一內條大型隧道容或管道，裡面有一個巨型扇葉，能產生一股強勁氣流。氣流經過一些風格柵，減少渦流產生後才進入試驗室。
風洞主要用來測量汽車的風阻，風阻的大小用風阻系數cd或cw表示，風阻系數越小，說明它受空氣阻力影響越小。各類汽車風阻系數見34頁圖。
風洞不單是用來測量風阻，還可以研究氣流繞過車身時所產生的效應，如升力、下壓力，還可以模擬不同的氣候環境，如炎熱、寒冷、下雨或下雪等情況。這樣，工程師們便可以知道汽車在不同環境下的工作情況，特別是冷卻水箱散熱、制動系統散熱等問題。
風洞是由飛機製造業最先應用的。從上世紀60年代起，世界各大汽車公司和有關機構開始建立自己的風洞試驗室。
我國也有風洞——中國航空動力研究所風洞實驗室。它主要承擔中國航天和航空機械的風洞實驗任務，也可用作汽車、建築物、運動設備的風洞實驗，最大風速100米／秒。
大眾汽車公司的多用途風洞實驗室是可模擬多種環境條件下的汽車風洞實驗，空氣溫度可在-30℃至+45℃調節，濕度為5％至95％，最大風速為180公里／時。

D. 風洞怎麼形成的

風洞（wind tunnel），是能人工產生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，並可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具。風洞實驗是飛行器研製工作中的一個不可缺少的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發展中起著重要作用，隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、房屋建築、風能利用和環境保護等部門中也得到越來越廣泛的應用。用風洞作實驗的依據是運動的相對性原理。實驗時，常將模型或實物固定在風洞內，使氣體流過模型。這種方法，流動條件容易控制，可重復地、經濟地取得實驗數據。為使實驗結果准確,實驗時的流動必須與實際流動狀態相似,即必須滿足相似律的要求。但由於風洞尺寸和動力的限制，在一個風洞中同時模擬所有的相似參數是很困難的，通常是按所要研究的課題，選擇一些影響最大的參數進行模擬。此外，風洞實驗段的流場品質，如氣流速度分布均勻度、平均氣流方向偏離風洞軸線的大小、沿風洞軸線方向的壓力梯度、截面溫度分布的均勻度、氣流的湍流度和雜訊級等必須符合一定的標准，並定期進行檢查測定。 [編輯本段]風洞的組成風洞主要由洞體、驅動系統和測量控制系統組成，各部分的形式因風洞類型而異。 [編輯本段]洞體它有一個能對模型進行必要測量和觀察的實驗段。實驗段上游有提高氣流勻直度、降低湍流度的穩定段和使氣流加速到所需流速的收縮段或噴管。實驗段下游有降低流速、減少能量損失的擴壓段和將氣流引向風洞外的排出段或導回到風洞入口的迴流段。有時為了降低風洞內外的雜訊，在穩定段和排氣口等處裝有消聲器。 [編輯本段]驅動系統它有兩類，一類是由可控電機組和由它帶動的風扇或軸流式壓縮機組成。風扇旋轉或壓縮機轉子轉動使氣流壓力增高來維持管道內穩定的流動。改變風扇的轉速或葉片安裝角，或改變對氣流的阻尼，可調節氣流的速度。直流電動機可由交直流電機組或可控硅整流設備供電。它的運轉時間長，運轉費用較低，多在低速風洞中使用。使用這類驅動系統的風洞稱連續式風洞,但隨著氣流速度增高所需的驅動功率急劇加大,例如產生跨聲速氣流每平方米實驗段面積所需功率約為4000千瓦，產生超聲速氣流則約為16000～40000千瓦。另一類是用小功率的壓氣機事先將空氣增壓貯存在貯氣罐中，或用真空泵把與風洞出口管道相連的真空罐抽真空，實驗時快速開啟閥門，使高壓空氣直接或通過引射器進入洞體或由真空罐將空氣吸入洞體，因而有吹氣、引射、吸氣以及它們相互組合的各種形式。使用這種驅動系統的風洞稱為暫沖式風洞。暫沖式風洞建造周期短，投資少，一般[[雷諾數]]較高，它的工作時間可由幾秒到幾十秒，多用於跨聲速、超聲速和高超聲速風洞。對於實驗時間小於 1秒的脈沖風洞還可通過電弧加熱器或激波來提高實驗氣體的溫度，這樣能量消耗少，模擬參數高。 [編輯本段]測量控制系統其作用是按預定的實驗程序，控制各種閥門、活動部件、模型狀態和儀器儀表，並通過天平、壓力和溫度等感測器，測量氣流參量、模型狀態和有關的物理量。隨著電子技術和計算機的發展，20世紀40年代後期開始，風洞測控系統，由早期利用簡陋儀器，通過手動和人工記錄，發展到採用電子液壓的控制系統、實時採集和處理的數據系統。 [編輯本段]風 洞 的 種 類風洞種類繁多，有不同的分類方法。按實驗段氣流速度大小來區分，可以分為低速、高速和高超聲速風洞。 [編輯本段]低速風洞實驗段氣流速度在130米／秒以下(馬赫數≤0.4)的風洞。世界上第一座風洞是F.H.韋納姆於1869～1871年在英國建造的。它是一個兩端開口的木箱，截面45.7厘米×45.7厘米，長3.05米。美國的O.萊特和W.萊特兄弟在他們成功地進行世界上第一次動力飛行之前，於1900年建造了一個風洞，截面40.6厘米×40.6厘米,長1.8米,氣流速度為40～56.3千米／小時。以後,許多國家相繼建造了不少較大尺寸的低速風洞。基本上有兩種形式,一種是法國人A.-G.埃菲爾設計的直流式風洞；另一種是德國人L.普朗特設計的迴流式風洞,圖1是這兩種風洞結構示意圖。現在世界上最大的低速風洞是美國國家航空和航天局(NASA)埃姆斯(Ames)研究中心的12.2米×24.4米全尺寸低速風洞。這個風洞建成後又增加了一個24.4米× 36.6米的新實驗段，風扇電機功率也由原來25兆瓦提高到100兆瓦。
低速風洞實驗段有開口(見圖1實驗段)和閉口兩種形式,截面形狀有矩形、圓形、八角形和橢圓形等，長度視風洞類別和實驗對象而定。60年代以來，還發展出雙實驗段風洞，甚至三實驗段風洞。圖2為中國氣動力研究與發展中心的8米(寬)×6米(高)、16米(寬)×12米(高)閉口串列雙實驗段開路式風洞示意圖。 [編輯本段]風洞介紹風洞就是用來產生人造氣流(人造風)的管道。在這種管道中能造成一段氣流均勻流動的區域，汽車風洞試驗就在這段風洞中進行。汽車風洞中用來產生強大氣流的風扇是很大的，比如賓士公司的汽車風洞，其風扇直徑就達8.5m，驅動風扇的電動功率高達4000kW，風洞內用來進行實車試驗段的空氣流速達270km／h。建造一個這樣規模的汽車風洞往往需要耗 資數億美元，甚至10多億，而且每做一次汽車風洞試驗的費用也是相當大的。
在低速風洞中，常用能量比Er衡量風洞運行的經濟性。式中v0和A0分別為實驗段氣流速度和截面積；ρ為空氣密度；η和N 分別為驅動裝置系統效率和電機的輸入功率。對於閉口實驗段風洞Er為3～6。雷諾數Re是低速風洞實驗的主要模擬參數，但由於實驗對象和項目不同,有時尚需模擬另一些參數,在重力起作用的一些場合下（如尾旋、投放和動力模型實驗等）還需模擬弗勞德數Fr，在直升機實驗中尚需模擬飛行馬赫數和旋翼翼尖馬赫數等。
低速風洞的種類很多，除一般風洞外，有專門研究飛機防冰和除冰的冰風洞，研究飛機螺旋形成和改出方法的立式風洞，研究接近飛行條件下真實飛機氣動力性能的全尺寸風洞，研究垂直短距起落飛機(V/STOL)和直升機氣動特性的V/STOL風洞，還有高雷諾數增壓風洞等。為了研究發動機外部雜訊，進行動態模型實驗，一些風洞作了改建以適應聲學實驗和動態實驗要求。為了開展工業空氣動力學研究，除了對航空風洞進行改造和增加輔助設備外，各國還建造了一批專用風洞，如模擬大氣流動的速度剖面、湍流結構和溫度層結的長實驗段和最小風速約為0.2米/秒的大氣邊界層風洞，研究全尺寸汽車性能、模擬氣候條件的汽車風洞，研究沙粒運動影響的沙風洞等。 [編輯本段]高速風洞實驗段內氣流馬赫數為0.4～4.5的風洞。按馬赫數范圍劃分，高速風洞可分為亞聲速風洞、跨聲速風洞和超聲速風洞。 [編輯本段]亞聲速風洞風洞的馬赫數為0.4～0.7。結構形式和工作原理同低速風洞相仿，只是運轉所需的功率比低速風洞大一些。 [編輯本段]跨聲速風洞風洞的馬赫數為0.5～1.3。當風洞中氣流在實驗段內最小截面處達到聲速之後，即使再增大驅動功率或壓力，實驗段氣流的速度也不再增加，這種現象稱為壅塞。因此，早期的跨聲速實驗只能將模型裝在飛機機翼上表面或風洞底壁的凸形曲面上，利用上表面曲率產生的跨聲速區進行實驗。這樣不僅模型不能太大，而且氣流也不均勻。後來研究發現，實驗段採用開孔或順氣流方向開縫的透氣壁，使實驗段內的部分氣流通過孔或縫流出，可以消除風洞的壅塞，產生低超聲速流動。這種有透氣壁的實驗段還能減小洞壁干擾，減弱或消除低超聲速時的洞壁反射波系。因模型產生的激波，在實壁上反射為激波,而在自由邊界上反射為膨脹波,若透氣壁具有合適的自由邊界，則可極大地減弱或消除洞壁反射波系。為了在各種實驗情況下有效地減弱反射波，發展出可變開閉比（開孔或開縫占實驗段壁面面積的比例）和能改變開閉比沿氣流方向分布的透氣壁。第一座跨聲速風洞是美國航空咨詢委員會(NACA)在1947年建成的。它是一座開閉比為12.5％、實驗段直徑為 308.4毫米的開縫壁風洞。此後跨聲速風洞發展很快，到50年代就已建設了一大批實驗段口徑大於1米的模型實驗風洞。 [編輯本段]超聲速風洞洞內氣流馬赫數為1.5～4.5的風洞。風洞中氣流在進入實驗段前經過一個拉瓦爾管而達到超聲速。只要噴管前後壓力比足夠大，實驗段內氣流的速度只取決於實驗段截面積對噴管喉道截面積之比。通常採用由兩個平面側壁和兩個型面組成的二維噴管。噴管的構造型式有多種,例如:兩側壁和兩個型面裝配成一個剛性半永久性組合件並直接與洞體連接的固定噴管；由可更換的型面塊和噴管箱側壁組成噴管，並將噴管箱與洞體連接而成的固塊噴管；由兩塊柔性板構成噴管型面，且柔性板的型面可進行調節的柔壁噴管（圖3）。實驗段下游的超聲速擴壓器由收縮段、第二喉道和擴散段組成(圖4),通過喉道面積變化使超聲速流動經過較弱的激波系變為亞聲速流動，以減小流動的總壓損失。第一座超聲速風洞是普朗特於1905年在德國格丁根建造的,實驗馬數可達到1.5。1920年A.布澤曼改進了噴管設計,得到了均勻超聲速流場。1945年德國已擁有實驗段直徑約 1米的超聲速風洞。50年代，世界上出現了一批供飛行器模型實驗的超聲速風洞，其中最大的是美國的4.88米×4.88米的超聲速風洞。
現在建設的許多風洞，往往突破了上述亞聲速、跨聲速和超聲速單一速度的范圍，可以在一個風洞內進行亞聲速、跨聲速和超聲速實驗。這種風洞稱為三聲速風洞。中國氣動力研究與發展中心的1.2米×1.2米跨聲速、超聲速風洞（圖5）是一座三聲速風洞。
60年代以來，提高風洞的雷諾數受到普遍重視。跨聲速風洞的模型實驗雷諾數通常小於1×109，大型飛行器研製需要建造雷諾數更高（例如大於4×109）的跨聲速風洞,因而出現了增高駐點壓力的路德維格管風洞,用噴注液氮降低實驗氣體溫度、提高雷諾數的低溫風洞等新型風洞。低溫風洞具有獨立改變馬赫數、雷諾數和動壓的能力，因此發展很快。

E. 什麼是風洞試驗，風洞到底是什麼東東

風洞一般稱之為風洞試驗。簡單地講，就是依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為製造氣流流過，以此模擬空中各種復雜的飛行狀態，獲取試驗數據。這是現代飛機、導彈、火箭等研製定型和生產的「綠色通道」。簡單的說，風洞就是在地面上人為地創造一個「天空」。至於我們國家的風洞為什麼會選擇建在大山深處，那是歷史原因造成的。 發達國家如何發展空氣動力學 空氣動力學是目前世界科學領域里最為活躍、最具有發展潛力的學科之一。世界各發達國家對空氣動力學的發展都給予了高度重視，不惜花費巨額資金建設空氣動力試驗設施並開展研究工作。 美國早在80年代中期出台的震撼全球的超級跨世紀工程——「星球大戰」計劃中，就曾把作為基礎學科的空氣動力學放在非常突出的重要位置上。的確，如果不先在空氣動力學上獲得重大突破，這個將耗資1萬億美元的超級工程，很多關鍵技術將無法解決。緊接著在1985年發表的「美國航空航天2000年」中，也把空氣動力學列為需要解決的七個問題中的第一個。而剩下的六個問題中還有四個與空氣動力學有關。這使美國花費巨額投資研製了每秒20億次的超級計算機專門為空氣動力學研究服務。 前蘇聯在「十月革命」勝利後的第二年，列寧就下令組建了國家空氣動力研究機構——中央流體動力研究院，並任命「俄羅斯航空之父」茹可夫斯基擔任院長，這一決策為前蘇聯成為世界上另一個航天大國奠定了堅實的基礎。二次大戰之前，斯大林曾下令建造了世界上第一座可用於進行整架飛機試驗的全尺寸風洞。與美國相比，前蘇聯在空氣動力學的整體水平上毫不遜色，甚至在許多方面都領先於美國，它在航空航天領域取得的一系列成就足以說明這一點。 英、法兩國在二次大戰前均為名列前茅的老牌航空先進國家，然而戰後他們突然發現自己比美、蘇等國落後了一截，於是兩國重振旗鼓、奮起直追。在戰後第二年，法國政府便決定把因戰爭和被佔領分散到全國各地的研究機構組織到一起，組建了國家空氣動力研究機構，並在阿爾卑斯山腹地開始創建莫當試驗中心，堪稱世界一流的大功率空氣動力試驗風洞設備。曾經發明了世界上第一座風洞的英國人更是不甘落後，除了政府加強對空氣動力學的領導規劃之外，充分利用大學進行基礎學科的研究。據有關資料透露，在英國的46所大學里，至少有30個以上高水平的空氣動力研究試驗室。 日本在戰後受到限制的情況下，航空工業曾有過長達8年的空白。但在此期間，其基礎研究——空氣動力學則進展神速。僅60年代，就先後仿製出11種飛機，自行設計8種飛機。

麻煩採納，謝謝!

F. 請問風洞的原理是什麼具體的操作是怎麼樣的

在流體力學和昆蟲化學生態學方面兩個相同的名詞。它們都叫做「風洞實驗」。

可以指飛行器（包括飛機）的流體力學設計實驗；而昆蟲上則是在一個有流通空氣的矩形空間中，觀察活體蟲子對氣味物質的行為反應。
分類和原理

空氣動力學實 驗分實物實驗和模型實驗兩大類 。實物實驗如飛機飛行實驗和導彈實彈發射實驗等，不會發生模型和環境等模擬失真問題，一直是鑒定飛行器氣動性能和校準其他實驗結果的最終手段，這類實驗的費用昂貴，條件也難控制，而且不可能在產品研製的初始階段進行，故空氣動力學實驗一般多指模型實驗。空氣動力學實驗按空氣（或其他氣體）與模型（或實物）產生相對運動的方式不同可分為3類：①空氣運動，模型不動，如風洞實驗 。②空氣靜止，物體或模型運動，如飛行實驗、模型自由飛實驗（有動力或無動力飛行器模型在空氣中飛行而進行實驗）、火箭橇實驗（用火箭推進的在軌道上高速行駛的滑車攜帶模型進行實驗）、旋臂實驗（旋臂機攜帶模型旋轉而進行實驗）等。③空氣和模型都運動，如風洞自由飛實驗（相對風洞氣流投射模型而進行實驗）、尾旋實驗（在尾旋風洞上升氣流中投入模型，並使其進入尾旋狀態而進行實驗）等。進行模型實驗時，應保證模型流場與真實流場之間的相似，即除保證模型與實物幾何相似以外，還應使兩個流場有關的相似准數，如雷諾數、馬赫數、普朗特數等對應相等（見流體力學相似准數）。實際上，在一般模型實驗（如風洞實驗）條件下，很難保證這些相似准數全部相等，只能根據具體情況使主要相似准數相等或達到自准范圍。例如涉及粘性或阻力的實驗應使雷諾數相等；對於可壓縮流動的實驗，必須保證馬赫數相等，等等。應該滿足而未能滿足相似准數相等而導致的實驗誤差，有時也可通過數據修正予以消除，如雷諾數修正。洞壁和模型支架對流場的干擾也應修正。空氣動力學實驗主要測量氣流參數，觀測流動現象和狀態，測定作用在模型上的氣動力等。實驗結果一般都整理成無量綱的相似准數，以便從模型推廣到實物。
風洞和風洞實驗 風洞是進行空氣動力學實驗的一種主要設備，幾乎絕大多數的空氣動力學實驗都在各種類型的風洞中進行。風洞的原理是使用動力裝置在一個專門設計的管道內驅動一股可控氣流，使其流過安置在實驗段的靜止模型，模擬實物在靜止空氣中的運動。測量作用在模型上的空氣動力，觀測模型表面及周圍的流動現象。根據相似理論將實驗結果整理成可用於實物的相似准數。實驗段是風洞的中心部件，實驗段流場應模擬真實流場，其氣流品質如均勻度、穩定度（指參數隨時間變化的情況）、湍流度等，應達到一定指標。風洞主要按實驗段速度范圍分類，速度范圍不同，其工作原理、型式、結構及典型尺寸也各異。低速風洞：實驗段速度范圍為0～100 米／秒或馬赫數Ma＝0～0.3左右 ；亞聲速風洞：Ma＝0.3～0.8左右；跨聲速風洞：Ma＝0.8 ～1.4（或1.2）左右；超聲速風洞：Ma＝1.5～5.0左右；高超聲速風洞Ma＝5.0～10（或12)；高焓高超聲速風洞Ma＞10（或12）。風洞實驗的主要優點是：①實驗條件（包括氣流狀態和模型狀態兩方面）易於控制。②流動參數可各自獨立變化。③模型靜止，測量方便而且容易准確。④一般不受大氣環境變化的影響 。⑤ 與其他空氣動力學實驗手段相比，價廉、可靠等。缺點是難以滿足全部相似准數相等，存在洞壁和模型支架干擾等，但可通過數據修正方法部分或大部克服。
風洞實驗的主要項目有測力實驗、測壓實驗、傳熱實驗、動態模型實驗和流態觀測實驗等。測力和測壓實驗是測定作用於模型或模型部件（如飛行器模型中的一個機翼等）的氣動力及表

G. 風洞的介紹

風洞
風洞，簡單地說，就是根據運動的相對性原理，用以模擬各種飛行器在空中飛行的龐大試驗設備。風洞是我國航空航天飛行器的「搖籃」，所有的飛機、火箭、衛星、導彈、飛船都是被風洞「吹」上天空的。

陽春3月，記者走進我國自主設計建造的亞洲最大的立式風洞，領略風洞里獨特的風景。

置身人造「天空」

秦嶺之巔還殘雪點點，山腳之下已是桃花吐艷。汽車駛過一段蜿蜒的山路，眼前景象豁然開朗：翠綠的山林間，一座5層高的建築拔地而起。

「我們到了，這就是亞洲最大的立式風洞。」聽到陪同人員介紹，記者感到有些失望，因為眼前的景象與想像中完全不一樣。新建成的立式風洞不算高大，也不顯得很威武，甚至不如城市裡常見的摩天大樓。

從外表看，與普通房屋唯一不同的是，該建築身上「背」著一根粗大的鐵管。技術人員對記者介紹：「可不能小瞧這鐵傢伙，它是產生氣流的主要通道。」

其實，風洞普通的外表下有著神奇的「心臟」。步入其中，記者發現這片人造「天空」完全是用高科技的成果堆砌而成。

風洞建設是一個涉及多學科、跨專業的系統集成課題，囊括了包括氣動力學、材料學、聲學等20餘個專業領域。整個立式風洞從破土動工到首次通氣試驗僅用了2年半，創造了中國風洞建設史上的奇跡。

大廳里，螺旋上升的旋梯簇擁著兩節巨大的管道，好不壯觀！與其說它是試驗設備，不如說是風格前衛的建築藝術品。

一路參觀，記者發現該風洞「亮點」多多：實現了兩個攝像頭同時採集試驗圖像，計算機自動判讀處理；率先將世界最先進的中壓變頻調速技術用於風洞主傳動系統控制，電機轉速精度提高50%……

負責人介紹說，立式風洞是我國龐大風洞家族中最引人矚目的一顆新星，目前只有極少數發達國家擁有這種風洞。

感受「風」之神韻

風，來無影去無蹤，自由之極。可在基地科研人員的手中，無影無蹤無所不在的風被梳理成循規蹈矩、各種強度、各種「形狀」的氣流。

記者趕得巧，某飛行器模型自由尾旋改進試驗正在立式風洞進行。

何謂尾旋？它是指飛機在持續的失速狀態下，一面旋轉一面急劇下降的現象。在人們尚未徹底了解它之前，尾旋的後果只有一個：機毀人亡。資料顯示，1966年至1973年，美國因尾旋事故就損失了上百架F-4飛機。

控制中心裡，值班員輕啟電鈕，巨大的電機開始轉動。記者不由自主地用雙手捂住耳朵，以抵擋將要到來的「驚雷般的怒吼」。可沒想到，想像中的巨響沒有到來，只有空氣穿流的淺唱低吟。30米/秒、50米/秒……風速已到極至，記者站在隔音良好的試驗段旁，卻沒有領略到「大風起兮」的意境。

你知道50米/秒風速是什麼概念？勝過颶風！值班員告訴記者，如果把人放在試驗段中，可以讓你體驗被風吹起、乘風飛翔的感覺。

我國首座立式風洞已形成強大的試驗能力。負責人告訴記者：該型風洞除可完成現有水平式風洞中的大多數常規試驗項目，還能完成飛機尾旋性能評估、返回式衛星及載人飛船回收過程中空氣動力穩定性測試等。

資料鏈接

世界上公認的第一個風洞是英國人於1871年建成的。美國的萊特兄弟於1901年建造了風速12米／秒的風洞，從而發明了世界上第一架飛機。風洞的大量出現是在20世紀中葉。到目前為止，我國已經擁有低速、高速、超高速以及激波、電弧等風洞。
群山連綿，植被茂密。從外表看，很難想像山裡有洞，洞里卧虎藏龍。這些人工開鑿的巨大山洞綿延數公里，橫貫幾座山，構成了目前中國也是亞洲最大的風洞群，包括低速風洞群、高速風洞群和超高速風洞群，分別應用於不同的研究試驗范圍。

2.4米×2.4米的大型風洞，是亞洲最大的跨聲速風洞。走進這個世界級的大風洞，只見一枚國產新型導彈模型正在接受嚴格的氣動試驗。站在現代化的測試大廳，聆聽著滾滾風雷的咆哮，看著試驗數據在大屏幕上不斷跳動，記者的血液一下子沸騰起來。

風洞試驗，簡單講就是依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為製造氣流流過，以此模擬空中的各種復雜飛行狀態，獲取試驗數據。這是現代飛機、導彈、火箭等武器研製、定型的「必由之路」。

在高速風洞研究所的陳列室里，一排排「長征」系列運載火箭，各種新型作戰飛機，各種戰略、戰術導彈的模型，看得人眼花繚亂。研究所負責人告訴記者，空氣動力學是航空、航天工業的基礎學科。風洞試驗作為它的主要研究手段，其水平高低與一個國家的尖端科技、尤其是國防軍事實力的強弱緊密相關。

因此，世界發達國家都非常重視發展空氣動力試驗研究機構。據了解，德國在1907年就成立了「哥廷根空氣動力試驗院」，並在此後不惜巨資修建了一批低速、高速、超高速和特種風洞，在世界上率先研製出噴氣式飛機、彈道導彈；美國於1915年就成立了國家空氣動力研究機構。

新中國從零開始發展航空航天事業時，風洞成為制約技術發展的「瓶頸」。當發達國家擁有了高性能的飛機、導彈時，中國自己研製的飛機、設計的導彈只有花大量外匯，拿到別國的風洞去做試驗，還要看別人的臉色行事。而今天，任何先進的導彈、飛機，都可以在中國自己的風洞里拿到出廠的「通行證」。僅去年，中心的高速風洞研究所就先後試驗解決了數百個技術問題，吹風試驗5次打破歷史最高紀錄。

風洞人告訴記者，這些先進裝備都是從這里的風洞「吹」出去的。他們說，那還只是「當年勇」，此刻我們所在的2.4米×2.4米風洞，是1997年12月首次通氣試驗宣告建成的。在這座大型風洞里，任何導彈、戰機的模擬狀態都更加接近實際飛行，可獲得更為准確的試驗數據。目前，我軍的新型導彈、戰機，都將首先從這里起飛，去精確命中目標、去自由翱翔藍天。

太空飛船首先在這里遨遊「蒼穹」

大大小小的「神舟」飛船返回艙模型在記者面前擺了一大片，數一數，足足有100多個。那邊還放著今年5月剛剛發射升空的「海洋」一號和「風雲」一號衛星模型。

這是在中心的超高速風洞研究所。在寬敞明亮的試驗大廳里，該所負責人告訴記者，航天技術是大國地位和國防實力的展示，而所有的航天飛行器，包括「 神舟」飛船及其逃逸塔、返回艙等，都先要在風洞里「遨遊太空」。尤其是飛船返回艙，在返回地球的過程中要穿越大氣層，受到摩擦產生的高溫及風、雨、雷、電影響，因而不僅其外型設計要經過「吹風」，其防熱材料的選擇也需經過多次風洞試驗。

記者看到，經過加工製作的「神舟」返回艙模型，被科研人員送進電弧風洞，進行「熱環境燒蝕」模擬試驗。洞內高達幾千攝氏度的高溫氣流，將模型外殼的防熱材料燒成了明顯的「蜂窩」狀。技術人員介紹說，返回艙外殼的防熱材料不僅要耐高溫，而且對其燒蝕後的形狀、均勻度等都有苛刻的要求。為選擇最佳材料，這里已反復進行了上千次的試驗。

矗立在另一邊的激波風洞和1.2米×1.2米風洞，也是完成飛船返回艙試驗的 「功勛風洞」。激波風洞是國內最大的、可在短時間運行的脈沖型超高速氣動力、氣動熱試驗設備，能模擬6~16倍音速的高速飛行器飛行環境，為飛行器在太空中飛行的空氣動力特性研究提供准確數據。在1.2米×1.2米風洞中，「神舟」飛船、返回艙、逃逸塔等大量模型經歷了數千次的氣動試驗、獲取了數萬個技術參數。通過反復提取試驗數據、多次修改設計方案，才迎來中華「神舟」飛天的輝煌一刻。

4月1日，記者曾在「神舟」飛船著陸場目擊「神舟」三號返回艙著陸，親眼看到懸掛返回艙的90多根傘繩依次排列，沒有一點纏繞。現場的專家稱，不僅返回艙外殼材料的燒蝕達到最佳狀態，著陸姿態也達到了最佳狀態，說明飛船的空氣動力試驗達到了很高水平。

可以預見，在不久的將來，從這洞中飛出的「神舟」四號、「神舟」五號… …也將在茫茫太空寫下神奇的篇章。

躋身國民經濟主戰場

漫步大大小小的風洞群，記者的目光被一座8米×6米、長達237米的龐然大物所吸引———這就是亞洲尺寸最大的低速風洞。這條盤踞在大山溝里的「巨龍」 ，曾榮登國家科技進步獎的金榜。我國的東方明珠電視塔、西安仿古塔、成都萬人體育館等著名高層建築，就是從這里獲得「准生證」的。

低速風洞研究所的負責人告訴記者，利用空氣動力學研究手段，對高層建築、復雜外形建築及橋梁等的風載風振現象進行風洞模擬試驗，可以為抗風、抗振設計提供可靠的依據。

據說，對建築物的第一次「風動」警告來自30多年前的美國。1971年，由美國著名橋梁專家設計建造的第一座斜拉索橋在強台風中扭曲折斷。

1979年，中心承接了對紅水河鐵路橋模型的風洞試驗，揭開了我國民用建築抗風研究第一頁，風洞的應用范圍自此由單一的軍工產品，拓展到廣闊的國民經濟主戰場。

在這里的試驗大廳里，擺放著上海東方明珠電視塔、北京新首都機場候機樓、廈門海滄大橋等許多精巧漂亮的建築模型。技術人員說，東方明珠塔在設計之初，就在低速風洞中進行了上千次模型吹風試驗，並修改了設計。1994年8月，一場強台風襲擊我國東南沿海地區，許多高層建築在風中倒塌，而東方明珠塔卻安然無恙。北京新首都機場樓經風洞試驗後發現，大樓一側出現負壓，修改設計後才破土動工。廈門海滄大橋是廈門市有史以來建設的最大一座橋，中心對該橋的模型進行了全面氣動試驗，對設計提出明確修改意見，確保深受台風災害之苦的廈門人民用上放心橋。

磁懸浮高速列車、新一代中型載貨汽車也是從這里啟程的。我國的解放牌和東風牌中型載貨汽車，造型曾幾十年不變，其氣動阻力系數比國外同類汽車要高出20%，燃料消耗要多出10%。「八五」期間，東風汽車技術中心與空氣動力研究中心合作攻關，經4年努力設計出了新車型，其氣動阻力和耗油量指數分別接近和達到國際先進水平。

亞洲雄風笑迎新挑戰

前些年，對於中國的空氣動力研究成就，曾鬧過一場頗具戲劇性的「國際誤會」———當國際上確認中國已擁有相當水平的空氣動力研究設施時，美國人一口咬定是蘇聯幫著乾的，而俄羅斯人則堅信是美國暗中幫的忙。若干年後，他們才不得不承認，這是中國人自力更生創造的奇跡。

20世紀60年代，一群來自北京、沈陽、哈爾濱的知識精英，來到這片深山溝，開始了艱苦的創業。如今，這里已建起亞洲最大的風洞群，擁有低速、高速和超高速等各類風洞，具備各種飛機、導彈、衛星、運載火箭及太空飛船等航空航天飛行器的空氣動力研究試驗能力。世界著名空氣動力學家、法國宇航院院長奧里維爾博士來此參觀後感嘆：「我確信，這是一項能使中國走向巨大成功的世界性成就！」

然而，中國風洞人絲毫沒有自滿。在空氣動力中心的幾天里，記者發現所有 「風洞人」都在緊張忙碌著。科研一線的技術人員介紹說，隨著現代軍事科技的飛速發展，各種新式武器裝備迅速出台亮相，我們的風洞群已難以完全適應新裝備發展的需要。因此，一場大規模的技術改造正在這里展開。

記者看到，某新型導彈在經過改進的風洞環境中，正進行新一輪的試驗。它要經過風、雨、雷、電、火、沙等各種條件下的嚴格考驗。

一座座風洞，一座座豐碑。近年來，空氣動力研究中心靠人才建洞，在建洞中育人，培養出一大批年輕的高素質人才。在這里，記者時時能感受到拼搏者的自豪、奉獻者的胸懷和開拓者的蓬勃朝氣。

在世界航空航天領域，中國「風洞人」將闖出一片更加廣闊的發展空間。

H. 風洞是干什麼的

風洞指的是風洞實驗室，是以人工的方式產生並且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，並可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具之一。

風洞實驗是飛行器研製工作中的一個不可缺少的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發展中起著重要作用，隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、房屋建築、風能利用等領域更是不可或缺的。這種實驗方法，流動條件容易控制。實驗時，常將模型或實物固定在風洞中進行反復吹風，通過測控儀器和設備取得實驗數據。

風洞實驗中，需要用支架把模型支撐在氣流中。支架的存在，產生對模型流場的干擾，稱為支架干擾。雖然可以通過試驗方法修正支架的影響，但很難修正干凈。近來，正發展起一種稱為"磁懸模型"的技術。在試驗段內產生一可控的磁場，通過磁力使模型懸浮在氣流中。

(8)風洞的發明擴展閱讀

實驗原理

風洞一般稱之為風洞試驗。簡單地說，就是依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為製造氣流流過，以此模擬空中各種復雜的飛行狀態，獲取試驗數據。這是現代飛機、導彈、火箭等研製定型和生產的「綠色通道」。簡單的說，風洞就是在地面上人為地創造一個「天空」。至於我們國家的風洞為什麼會選擇建在大山深處，那是歷史原因造成的。

風洞試驗中，天平測量得到的模型氣動力在轉換到氣流坐標繫上時會因為模型迎角測量的誤差引入模型氣動力系數誤差，而此誤差在一些條件下可以佔到總的氣動力系數誤差的25%。因此，准確的迎角測量技術是獲得高精度氣動特性試驗數據的基礎。風洞試驗數據精確度的先進指標要求模型的阻力系數誤差在馬赫數Ma位於0.4～0.9的范圍內時不超過0.0001，這就要求模型迎角的測量誤差不能超過0.01°。

I. 風洞的作用

如今"風洞"這個名詞已為許多讀者，乃至廣大青少年所熟悉。風洞，是指在一個管道內，用動力設備驅動一股速度可控的氣流，用以對模型進行空氣動力實驗的一種設備。最常見的是低速風洞。最近位於四川綿陽的中國空氣動力學研究和發展中心已建成具有世界水平的2.4米跨聲速風洞(風洞常以試驗段尺度命名)。這樣大尺度的跨聲速風洞，世界上只有美國和俄羅斯等少數國家才有。大家知道，風洞是發展航空航天事業的關鍵設備，研製任何飛機，包括軍用飛機、民用飛機以及太空梭，都必須首先在風洞中進行大量試驗，試驗飛機能不能飛起來，能飛多高多快和多遠以及其他各項飛行性能等。2.4米跨聲速風洞的建成表明，我國已進入世界航空航天大國的行列。
風洞——研製飛行器的先行官
決定一架飛機或其他飛行器的飛行性能，如速度、高度等，除飛機重量、發動機推力等要素外，最重要的因素是作用於飛機的空氣動力。空氣動力主要決定於飛機的外形。在設計和研製飛機時，首先是設計其外形，由此就可以確定作用於飛機的空氣動力並推算飛行性能。但是，這個工作只能做在最前，不能在飛機造出來以後。確定飛機空氣動力的實驗設備主要是風洞。人們把風洞和風洞試驗叫做航空航天的先行官是恰如其分的。
風洞實驗的基本原理是相對性原理和相似性原理。根據相對性原理，飛機在靜止空氣中飛行所受到的空氣動力，與飛機靜止不動、空氣以同樣的速度反方向吹來，兩者的作用是一樣的。但飛機迎風面積比較大，如機翼翼展小的幾米、十幾米，大的幾十米(波音747是60米)，使迎風面積如此大的氣流以相當於飛行的速度吹過來，其動力消耗將是驚人的。根據相似性原理，可以將飛機做成幾何相似的小尺度模型，氣流速度在一定范圍內也可以低於飛行速度，其試驗結果可以推算出其實飛行時作用於飛機的空氣動力。
飛行器(包括飛機、直升機、巡航導彈等)在風洞中的試驗內容主要有測力試驗(測量作用於模型的空氣動力，如升力、阻力等，確定飛行性能)；測壓試驗(測量作用於模型表面壓力分布，確定飛機載荷和強度）；布局選型試驗 (模型各部件做成多套，可以更換組合，選擇最佳的飛機布局和外形)等等。隨著飛行器性能的提高和改進；風洞試驗所需要的時間不斷增加。40年代，研製一架螺旋槳飛機，風洞試驗時間是幾百小時。至70年代初，一架噴氣式客機的風洞試驗時間是4-5萬小時。航天器(如洲際導彈、衛星、宇宙飛船等)大部分航行在大氣層外，基本上與空氣無關，但其發射和返回是在大氣層中，仍然需要在風洞中進行試驗。如美國的太空梭，在不同風洞中總共進行了10萬小時的試驗。
風洞的發展
世界上公認的第一個風洞是英國人於1871年建成的。美國的萊特兄弟 (O.Wright和W.wright)於1901年製造了試驗段0.56米見方，風速12/s的風洞，從而於1903年發明了世界上第一架實用的飛機。風洞的大量出現是在20世紀中葉。
為了試驗炮彈的氣動力作用和研究超聲速流動，瑞士阿克雷特(G.Ackttet)於1932年建成了世界第一座超聲速風洞，試驗段面積0.4米×0·4米，馬赫數(風速與聲速之比）2。適應跨超聲速飛行器的發展，1956年美國建成世界最大的跨超聲速風洞，試驗段面積488米×4.88米，馬赫數0.8-4.88，功率為16.1萬kW。1958年，美國航天局建成試驗段直徑0.56米，馬赫數可高達18-22的高超聲速風洞。
為了提高風洞實驗的雷諾數(模擬尺度或粘性效應的相似准則)，1980年，美國將一座舊的低速風洞改造成為世界最大的全尺寸風洞(可以直接把原形飛機放進試驗段中吹風)，試驗段面積24.4米×12.2米，風速150m/s，功率10萬kW。1975年，英國建成一座低速壓力風洞，試驗段5米×4.2米，風速95-110m/s，壓力3個大氣壓，功率1.4萬kW，試驗雷諾數(它是一個無量綱數)8×106。80年代，美
國建成一座低溫風洞，以氮氣(氮氣凝固點低，適於低溫下工作)為工作介質，溫度范圍340-78K，壓力可達9個大氣壓，試驗段2.5米×2.5米，馬赫數0.2-1.2，雷諾數高達120×106。
我國的風洞建設發展迅速。1977年，中國空氣動力研究與發展中心建成亞洲最大的低速風洞，串聯雙試驗段：8米×6米和16米×l2米，風速100m/s，功率7800kW。1999年，又建成具有世界規模的跨聲速風洞，試驗段口徑2.4米，馬赫數0.6-1.2。
風洞應用擴大到一般工業
隨著工業技術的發展，從60年代開始，風洞試驗(主要是低速風洞)從航空航天領域擴大到一般工業部門。反映各行各業的發展越來越需要空氣動力學和風洞試驗的參與，已經形成了新的學科：「工業空氣動力學」和「風工程學」。
例如，當汽車速度達到180km/h時，空氣阻力可占總阻力的1/3。對小汽車模型進行風洞試驗，合理修形。可使氣動阻力減小75%。對建築物模型進行風載荷試驗，從根本上改變了傳統的設計方法和規范，大型建築物如大橋、電視塔、大型水壩、高層建築群等，己規定必須要進行風洞試驗，而且模型必綱模擬實物的剛度 (即彈性模型)，測量"風振特性"。這方面已有教訓。1940年，美國塔科馬(Tacoma)大橋，一座大型鋼索吊橋，因為並不很大的風載荷，導致橋體強迫振動和共振，引起斷塌，因而受到學界廣泛重視。對於大型工廠、礦山群，也要做成模型，在風洞中進行防止污染和擴散的試驗。
為此，應運而生出現了許多"大氣邊界層風洞"。在這種風洞中，試驗段的氣流並不是均勻的，從風洞底板向上，速度逐漸增加，模擬地面"風"的運動情況(稱為大氣邊界層)。國內已出現了十幾座這樣的風洞。
風洞試驗模擬的不足及其修正
風洞試驗既然是一種模擬試驗，不可能完全准確。概括地說，風洞試驗固有的模擬不足主要有以下三個方面。與此同時，相應也發展了許多克服這些不足或修正其影響的方法。
1.邊界效應或邊界干擾
真實飛行時，靜止大氣是無邊界的。而在風洞中，氣流是有邊界的，邊界的存在限制了邊界
附近的流線彎曲，使風洞流場有別於真實飛行的流場。其影響統稱為邊界效應或邊界干擾。克服
的方法是盡量把風洞試驗段做得大一些(風洞總尺寸也相應增大)，並限制或縮小模型尺度，減小邊界干擾的影響。但這將導致風洞造價和驅動功率的大幅度增加，而模型尺度太小會便雷諾數變小。近年來發展起一種稱為"自修正風洞"的技術。風洞試驗段壁面做成彈性和可調的。試驗過程中，利用計算機，粗略而快速地計算相當於壁面處流線應有的真實形狀，使試驗段壁面與之逼近，從而基本上消除邊界干擾。
2.支架干擾

風洞試驗中，需要用支架把模型支撐在氣流中。支架的存在，產生對模型流場的干擾，稱為支架干擾。雖然可以通過試驗方法修正支架的影響，但很難修正干凈。近來，正發展起一種稱為"磁懸模型"的技術。在試驗段內產生一可控的磁場，通過磁力使模型懸浮在氣流中。

3.相似准則不能滿足的影響
風洞試驗的理論基礎是相似原理。相似原理要求風洞流場與真實飛行流場之間滿足所有的相似准則，或兩個流場對應的所有相似准則數相等。風洞試驗很難完全滿足。最常見的主要相似准則不滿足是亞跨聲速風洞的雷諾數不夠。以波音737飛機為例，它在巡航高度(9000m)上，以巡航速度(927km/h)飛行，雷諾數為2.4×107，而在3米亞聲速風洞中以風速100m/s試驗，雷諾數僅約為1.4×106，兩者相距甚遠。提高風洞雷諾數的方法主要有:
(1)增大模型和風洞的尺度，其代價同樣是風洞造價和風洞驅動功率都將大幅度增加。如上文所說美國的全尺寸風洞。
(2)增大空氣密度或壓力。已出現很多壓力型高雷諾數風洞，工作壓力在幾個至十幾個大氣壓范圍。我國也正在研製這種高雷諾數風洞。
(3)降低氣體溫度。如以90K(-1830C)的氮氣為工作介質，在尺度和速度相同時，雷諾數是常溫空氣的9倍多。世界上已經建成好幾個低溫型高雷諾數風洞。我國也研製了低溫風洞，但尺度還比較小。

J. 風洞是怎樣形成的

風洞是能人工產生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，並可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具。風洞實驗是飛行器研製工作中的一個不可缺少的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發展中起著重要作用，隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、房屋建築、風能利用和環境保護等部門中也得到越來越廣泛的應用。用風洞作實驗的依據是運動的相對性原理。實驗時，常將模型或實物固定在風洞內，使氣體流過模型。這種方法，流動條件容易控制，可重復地、經濟地取得實驗數據。為使實驗結果准確,實驗時的流動必須與實際流動狀態相似,即必須滿足相似律的要求。但由於風洞尺寸和動力的限制，在一個風洞中同時模擬所有的相似參數是很困難的，通常是按所要研究的課題，選擇一些影響最大的參數進行模擬。此外，風洞實驗段的流場品質，如氣流速度分布均勻度、平均氣流方向偏離風洞軸線的大小、沿風洞軸線方向的壓力梯度、截面溫度分布的均勻度、氣流的湍流度和雜訊級等必須符合一定的標准，並定期進行檢查測定。