汽车空气动力学的试验方法

进行汽车空气动力学试验的主要设施就是汽车风洞，汽车工程需要通过风洞试验解决的主要问题可以归纳成如下几个方面：空气动力稳定性、升力、空气阻力、通风、气流噪声、污染发动机和传动装置的散势、风窗雨刮器的功能、汽车的气候环境适应性等。 1、模型风洞试验法。

用汽车比例模型在风洞中进行试验，模型的常用比例一般为3/8、1/4、1/5、1/10及全尺寸1﹕1模型。模型一般不动，空气流过模型，应满足必要的相似条件，与实车在静止空气中运行具有相同的物理规律。这种试验方法的优点是测量方便，气流参数如速度、压强等易于控制，试验不受气候变化的影响。其缺点是试验的流场一般不能与实车运行的流场完全相似，特别是洞壁和模型支架会对模型产生干扰，故试验数据一般都要进行修正。

2、实车风洞试验法。

用实车在风洞中进行试验。

3、实车道路试验法。

用实车在试车场进行试验。 风洞试验分为定性和定量测量。

1、天平测力法。

适用气动力天平测出作用在模型上的空气动力，即测出在直角坐标系中沿三个坐标轴的力和绕三个坐标轴的力矩，可测六分量亦可测其中一个或几个分量。气动力天平结构很多，有机械式天平和电阻应变片式两类。

2、压强的测量。

⑴车身表面的静压测量，通常在模型表面上沿法向开小孔，测量局部静压，为提高测量准确度，应注意侧压孔直径d在052mm，h/d大于2，测压孔的轴线应与壁面垂直，孔内壁应光滑，孔口应无刺或导角，孔口表面无凹坑或凸起，顺流动方向物面上该点处的压强梯度不应很大。

⑵压强分布测量，测出模型表面的压强分布，研究汽车绕流状态。

3、流态显示试验。

汽车表面的流态显示

① 丝线法②油膜法③烟流法。

在研究车身这类非流线体特性时，空气动力学试验已成为一种标准方法。风洞测试中，可采用整车模型或比例模型进行试验，也可进行道路实车试验。通过模型试验确定设计车辆的空气动力特性，对某些设计环节或部件进行改进，完善设计。

尽管空气动力特性可根据理论方法和计算流体软件来求解相关的流体力学方程来求出，但是，由于车辆外形的复杂性，很难用数值方法计算出与实际情况相符的气动数据。因此在对符合空气动力特性的车身设计中，风洞试验仍十分必要。

风洞试验首先要做出车辆模型，然后安装在风洞的人工流场中，用仪器测量作用在模型上的力和力矩，以及用喷烟或气流染色或贴丝线等办法来观察模型附近流线的变化，如下图所示。

虽然风洞试验的效能已被广泛承认，但因为要模拟轮胎转动，地面运动和发动机进、排气的影响、以及闭塞效应修正和速度修正等都很复杂，因此风洞试验方法也不是完美无缺的。

在上世纪50年代，风洞是专门用来研究飞机的气动性能的。从70年代开始，为了追求更好的气动效果，各大车队开始关注赛车气动性能的研究。而目前的F1竞赛规则对车体外形、空气动力学指数有着极其严格的规定，就使得与其有直接联系的风洞测试显得比以往任何年代都更有价值。如今几乎所有的大车队都有自己的一个乃至数个风洞试验室，米纳尔迪拥有一个价值300万美元的二手风洞，法拉利建在博洛尼亚的带有金属滚道的风洞价值2200万美元，索伯车队在瑞士建造的全新风洞造价高达4500万美元！所有的风洞都会保证最少50米／秒的强力风速，用以模拟F1赛车在高速行驶时车体各部位所受到的空气阻力和下压力。风洞试验让F1赛车的外形向着更符合空气动力学的方向不断进步。

模型风洞试验法。用汽车比例模型在风洞中进行试验，模型的常用比例一般为3/8、1/4、1/5、1/10及全尺寸1﹕1模型。模型一般不动，空气流过模型，应满足必要的相似条件，与实车在静止空气中运行具有相同的物理规律。

未来民用飞机先进技术的飞行验证者

根据相关媒体报道，“灵雀B”验证机缩比模型在FL-10风洞开口实验阶段顺利的完成了首次风洞自由飞试验，这也是飞行模拟度最高的风洞试验技术，主要是用来评估飞行器的操纵性、稳定性和飞行品质。

这款“灵雀B”是中国商飞制造的喷气式飞行验证机，也是中国国内最大的用于验证新一代民机气动布局的喷气式缩比飞行验证机，它的翼展超过了六米，最大起飞重量达到了二百四十公斤。

这款“灵雀B”采用了大边条翼融合布局和可以收放起落架，机身整体大量运用了复合材料，大大了提高了机身的稳固性，次承力部件和起落架也均采用了先进的3D打印技术，是一款非常具有现代化科技的飞行验证机。

与此同时这款“灵雀B”与常规构型飞机相比，该构型飞机采用大边条翼身融合和V型尾的构型，这样的设计有效的提高了这款飞行验证机的升阻比和燃油效率，并且使其拥有着较低的起飞着陆速度，而且对陆场长度要求也是非常的低，这些都是这款飞行验证机所独有的特点。

而关于这款飞行验证机为什么取名“灵雀B”，其实这当中有两个含义，第一就是设计师希望这款飞行验证机能够更加机动灵活，第二就是希望其麻雀虽小、五脏俱全，该拥有的功能它都能够具备。

早在2013年的时候，这款“灵雀B”的前身“灵雀A”验证机就完成了首飞，在这次首飞成功的经验下，项目团队集思广益，启动了这款“灵雀B”验证机的研制工作，而在设计研制出来之后，这款“灵雀B”的试飞就会分成三个阶段，首先进行平台试飞，然后在进行性能试飞，最后进行搭载试飞。

在2017年，在湖北荆门漳河机场，这款“灵雀B”验证机成功的进行了首飞，并且在飞行全程中，整个机身状态良好，完美的完成了研发团队所定下来的预定任务，而这一次首飞的成功，也说明了中国商飞未来民机探索正式进入了飞行验证阶段。

而“灵雀B”的出现，其目的就是围绕着未来民用飞机先进技术开展缩比飞行验证，特别是先进气动布局和飞行控制等领域的预先研究，希望通过一系列试飞验证翼身融合气动布局客机的低速气动特性、操纵性和稳定性，为民机总体设计方案提供可靠技术支持。

风洞，是产生人工气流并能观测气流或气流与物体之间相互作用的管道装置。凡要生产各类飞机的飞行器，必须通过风洞实验，否则就无法确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。风洞的产生和发展是同航空航天技术的发展密切相关的，它直接为各种飞行器的研制服务。

现代飞行器的设计对风洞的依赖性很大。例如20世纪50年代美国B一52型轰炸机的研制，就进行了约10000小时的风洞实验。而第一架航天飞机的研制，就进行了约100000小时的风洞实验。这就是说，设计新的飞行器必须经过风洞实验。风洞中的气流要有不同的速度和不同的密度，甚至不同的温度，这样才能模拟各种飞行器的真实飞行状态。因此，风洞是飞行器研制中必不可少的设备，风洞的规模和完善往往反映航天航空技术的发展水平。全世界的风洞总数已达千余座，凡能制造飞机和其他飞行器的国家，必有风洞。