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1、航空航天技术基础实验报告姓名：郭龙帮班级：飞动二班学号：1215062062013.5.24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。（二）实验设备实验设备主要包括
2、：直流式低速风洞和各种不同类型的飞机吹风模型教具。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。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
3、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。分别测量在某几个迎角（取a=15o,20 o,25 o,30o）时升力系数Cx、阻力系数Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并将测量数据记录于下表。迎角a15o20 o25 o30 o升力系数C x阻力系数C y升阻比K=Cx/Cy（五）实验结论飞行器模型是由实物飞行器同比例缩放制作而成的，可以客观地反映飞行器的气动布 局和飞行参数，因此通过风洞试验可以较快较
4、真实地测出飞机外形结构的动力学参数。在 实验中，通过一系列的实验数据可以得到飞行器的飞行规律，自然可以发现飞行器的最佳结 构布局参数。对于飞机而言，通过风洞试验可以得出飞机设计的最优机翼剖面外形参数、最 佳迎角参数、最适机翼面积参数等结论。经过本次试验总结出影响飞机升力的四点因素：1. 机翼面积，飞机升力与机翼面积成正比。2. 相对速度，飞机升力与相对速度的平方成正比。3. 空气密度，飞机升力与所在空气密度成正比。4. 机翼剖面形状和迎角，两者共同决定升力系数和阻力系数。飞机的稳定性是指飞机受扰动偏离原平衡状态，偏离后自动恢复原平衡状态的能 力。在实验中观察可以发现飞机有三个方向上的稳定性，也
5、即是飞机绕空间直角坐标系三个 方向轴的运动，它们分别为：飞机的纵向稳定性（俯仰、飞机的方向稳定性（偏航X飞机 的横侧向稳定性（滚转）。飞机的操纵性是指飞行员通过操纵设配来改变飞机飞行状态的能力。1. 俯仰运动，通过飞机的纵向操作即可实现。飞行员向后拉驾驶杆，升降舵变相上偏 转，由于气流作用，产生使飞机抬头的力矩，机头上仰；向前推驾驶杆，方向舵向下偏转， 同理机头下俯。2. 滚转运动通过飞机的横向操作实现。飞行员左压驾驶杆，左副翼向上偏转，右副翼 向下偏转，从而产生使飞机左滚转的滚转力矩，同理向右压驾驶杆，右副翼向上偏转，左副 翼向下偏转，飞机向右倾斜滚转。实验二、发动机构造实验（一）实验目的1
6、. 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：涡喷六燃气涡轮发动机。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
7、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。（五）实验结论进气道是发动机的进气通道，它的主要作用是整理进入发动机的气流，消除漩涡，保 证在各种工作状态下都能攻击发动机所需要的空气量。尤其是在高速飞行的情况下，要通过 进气道将高速气流流速逐渐将下来，尽量将气流的动能转变为压力势能，然后进入压气机， 保证压气机有良好的工作条件。轴流式压气机由静子和转子两部分组成，静子又称整流器或导向器，与机匣固定在一 起；转子又叫工作轮，他与涡轮轴相连接，并由涡轮带动高
8、速旋转。静子和转子都有多排叶 片组成并沿压气机轴向交错排列。一排转子和一排静子组成压气机的一级，二者的相对运动 迫使进气道来的空气进行增压。燃烧室主要有火焰筒、喷嘴、涡流器和燃烧室外套组成。从压气机出来的高压空气在 燃烧室进口处分为两股，小股气流进入火焰筒头部及其小孔，与燃料混合燃烧，大股气流则 沿着火焰筒和燃烧室外套之间的通道向后流动，以冷却火焰筒。当这股气流流到火焰筒的后 段时，气流又从火焰筒上的孔洞进入火焰筒内，与燃烧区气流混合后流向涡轮。喷嘴的主要 作用是雾化燃料，以便燃料与空气充分混合。涡流器使空气产生漩涡，使燃料均匀混合，并 在适当的部位形成点火源。涡轮的功用是将燃烧室出口的高温、
9、高压气体能量转化为机械能。燃气冲击涡轮叶 片形成的机械能以轴功率的形式输出，驱动压气机、风扇、螺旋桨和其它附件的转动。涡轮 的组成与压气机相似，由静止的导向器和转动的工作叶轮组成。从燃烧室流出的气流经过导 向器气压降低，速度增大达到声速甚至更高。加力燃烧室可以再次喷油燃烧，以提高燃气的能量和速度，从而增大发动机推力，来 适应飞机飞行的特殊需要。但是燃油消耗率很大且温度很高，因此加力燃烧室不宜长时间工 作。尾喷管有直通型、扩张型、收敛型、收敛-扩张型等。有时为了提高发动机的工作效率和推力，则常常采用收敛-扩张型喷管，也即是拉瓦尔喷管。总结：心得体会通过课外的实验活动，对航天技术基础理解更加深刻，与同学相互交流，互相学习，彼 此提高，收获了课堂上所不能获得的知识。深刻明白课外实践活动的重要性，以及实践与理 论的关系。
航空航天技术基础实验报告
