风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。[1]实验的依据是运动的相似性原理。[1] 风洞实验中采用一系列相似参数满足相似律要求。导弹风洞实验常用的相似参数有马赫数和雷诺数。[2]对于低速定常风洞实验通常选取几何相似和雷诺数相等作为实验相似准则。对于高速风洞实验,很难实现雷诺数相等,通常仅选取马赫数相等作为相似准则,面空导弹风洞实验多属于后者。[2] 风洞实验的应用领域非常广泛,常见的风洞有气象风洞、航空航天风洞、建筑风洞、汽车风洞等,还有可供滑雪运动员进行气流模拟训练的风洞。[3] 原理
风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的。但飞机迎风面积比较大,如机翼翼展小的几米、十几米,大的几十米(波音747是60米),使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来,其动力消耗将是惊人的。根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度,其试验结果可以推算出其实飞行时作用于飞机的空气动力。[4]