股票 航天(航天风洞股票)
无人机概念股有哪些
无人机概念股一览:
威海广泰:
2014年12月威海广泰(002111)与某合作单位签订了《系列无人机系统开发合作协议书》,其中某型高速无人机已经试飞成功。公司称,此次协议的签署为双方在无人机领域开展战略合作奠定基础,共同研发系列无人机。2015年9月29日,公司拟以不低于27.73元/股非公开发行不超过2150万股,募集资金总额不超过5.4亿元用于投资无人机项目及补充公司流动资金1.6亿元。公司拟投入募集资金3.8亿元用于收购、增资全华时代并投入无人机项目。
航天科技:
公司大股东航天科工三院在无人机领域造诣很深,旗下某无人机指控站近期研制成功,且海鹰无人机早在去年已经协助北京警方参与空中禁毒行动,公司有注入无人机预期。
航天电子:
公司无人机产品在2016年第八届中国国际警用装备博览会上参加展示,参展的共有六种型号的“彩虹”系列无人机产品,能够满足警用领域的空中侦察监视、目标自动跟踪、目标立体探测、目标精确打击、现场图像采集、情报处理和信息共享等多种功能需求;2016年7月28日晚间公告,拟与控股股东中国航天时代电子公司共同投资设立3个子公司,分别为:航天时代无人机技术有限公司、北京航天飞腾装备技术有限责任公司、航天物联网技术有限公司,以致力于推进公司无人机产业发展,打造精确制导系统产业发展。
雷柏科技:
2015年1月,雷柏科技(002577)出资5000万元,控股深圳零度智能飞行器有限公司,正式进军无人机市场。作为国内无线键鼠国内龙头企业,雷柏科技在无线传输技术领域有着多年研发和生产经验,硬件方面的供应链、产能、品控等方面的能力较为突出。在通过收购增强软件实力,雷柏科技有望打造无人机软硬件一体化。
雪莱特:
2015年9月,公司筹划非公开发行股票募集资金总额不超过3.5亿元,战略加码此前重点布局的无人机领域。2015年5月,公司通过收购曼塔智能切入消费级无人机领域。此次公司定增加码无人机领域,将快速提高公司无人机产能,加快公司无人机产业发展。
南洋科技:
2016年10月,公司拟以24.16亿元购买彩虹公司100%股权,7.29亿元购买神飞公司84%股权。同时拟向航天十一院等发行股份募资14亿元,用于彩虹无人机产业基地建设、新概念无人攻击机研制等。彩虹无人机品牌发轫于1999年,产品谱系丰富,技术指标已达世界先进水平,是中国型谱最齐全、批量出口最早、出口量最大的无人机系列。
隆鑫通用:
2014年8月22日公告,公司与清华大学教授王浩文及力合创投签署合资合作框架协议,拟共同出资成立合资公司,专门从事无人航空器整机系统及零部件的研发、制造和销售业务。公司拟出资5000万元,持有合资公司50%股权。
新安股份:
公司以1350万元增资入股全丰生物的控股子公司安阳全丰航空植保科技有限公司,持有其15%股权。该公司主业为“农用无人机研发、组装,飞手培训等”。
山河智能:
2013年5月,山河科技正式获颁全复合材料轻型运动飞机”生产许可认证”;5月11日,山河科技航空产业基地正式投入使用。基地生产车间可满足后续年产300架以上SA60L轻型运动飞机的生产需求。目前已完成了两人座轻型运动飞机AURORA、ST系列动力三角翼、“飞鹰”无人机系统、“飞雁”遥感测绘无人机系统、“飞虎”无人直升机系统的设计、制造、试飞等关键工作,是国内首家通过中国民航轻型飞机适航认证的企业。
山东矿机:
2013年3月公司出资4100万元合资设立了无人机公司,占82%股权。合资公司成立后重点进行具有留空时间长、有效载荷大以及突出的短距起降性能的无人机,主要用于侦察、探测、巡逻、监视等任务。2014年4月,公司无人机项目现已经过十二次优化及风洞实验,气动设计已冻结固化;飞控仿真已结束;无人机样机结构设计、工装模具设计已完成,已投入两架实验验证样机制作
机器人概念股有哪些
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工业机器人概念股票汇总:
宝德股份(300023)★
公司专业从事微电子及光机电一体化产品的设计、生产与销售,石油、煤炭、冶金、专用设备、新能源等自动化设备的研发、制造及系统成套。为石油行业提供1500m到12000m钻机的一体化电控系统、海洋钻井电控系统等;为冶金行业提供10-20万吨镀锌生产线万吨酸洗生产线等电气控制系统;为航空航天提供风洞控制系统,为亚洲最大的水动力试验室提供拖车控制系统及为多种实验台提供控制及检测系统。公司现为我国钻采设备电控自动化系统行业最具竞争力、技术实力最强的企业之一,“宝德”已成为行业高端产品主导品牌。
机器人(300024)★
上市公司机器人主营工业机器人,公司工业机器人技术已达到国际先进水平。公司前身是中科院沈阳自动化研究所。公司在成套装备领域形成了一定的规模,拥有较强的竞争优势,目前已形成了集设计、研发、提供单元产品、成套装备以及售后服务在内的完整产业链。产品有物流与仓储自动化成套设备、汽车整车及零部件工业自动化整套设备、激光加工机器人、洁净、真空、洁净搬运机器人自动化装备、自动机器人系统、电动汽车机器人自动化更换电池系统,该公司还参股丹东欣泰电气
赛为智能(300044)
智能化系统解决方案提供商:公司为国内最专业的智能化系统解决方案提供商之一,将主要致力于完善、加强、开拓、实施公司城市轨道交通智能化系统解决方案、铁路智能化系统解决方案、建筑智能化系统解决方案、水利行业智能化系统解决方案。
智云股份(300097)★
智云股份是国内领先的发动机领域成套自动化装备方案解决商,公司成套自动化检测和自动装配稳固国内市场。公司已经发展成为工业自动化领域内具有核心技术、拥有完整客户解决方案、为客户提供满意服务的成套装备供应商。公司已开展并已陆续完成气密性检测设备、清洗过滤设备、物流搬运设备的模块化和标准化工作,公司完成国内第一条发动机再制造装配线、国内第一条高压共轨系统装配线研制、生产和交付,并处于积极的市场推广阶段。
华中数控(300161)
公司从事数控系统及其装备的研究开发、生产和销售,是国内少数拥有成套核心技术自主知识产权和具有自主配套能力的企业之一。公司主营业务包括中、高档数控装置、伺服驱动装置、数控机床及红外热像仪。数控系统是公司的核心业务,数控机床是核心业务的延伸和拓展。公司的多项课题列入中央财政工信部专项经费补助“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、《开放式高档数控系统、伺服装置和电机成套产品开发与综合验证》立项课题、《华中标准型数控系统和专用数控系统开发及规模化推广应用》立项课题、《基于国产64位软硬件的数控装置应用与推广》课题。
长荣股份(300195)
长荣股份主要生产印刷包装后加工设备,包括模烫机、模切机、糊盒机。从销售额和经济效益两方面来看,公司2009年在列入行业协会统计的印后设备制造企业中均为第一,是印后设备制造行业龙头企业,产品出口到英国、美国、俄罗斯、日本等国家。目前国产印后设备占到国内市场80%市场份额,公司先期投放市场的MK920SS等三种机型已采用了与数字化组合式印刷联动生产线相近的设计原理,部分功能已在这三种机型中得到实现。已具备研发制造该生产线相关技术的能力。目前世界上有能力生产多功能印刷联动生产线的厂商较少,且大多生产550mm以下窄幅的产品,公司所开发的产品主要针对包装行业,幅面为中幅,产品应用面将更广。目前国内也还没有厂商生产类似的产品,同时也没有类似产品销售。
三丰智能(300276)★
公司主要从事智能输送成套设备的研发设计、制造、安装调试与技术服务,以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案。公司智能输送成套设备主要应用于汽车、工程机械行业的焊装、涂装和总装等自动化生产线,并可广泛应用于农业机械、家电、化工、烟草、仓储物流、摩托车、食品、医药、冶金、建材等众多行业领域。目前公司智能输送成套设备涵盖空中、地面输送两大类别,共11大系列、50余个品种、120余种规格,已形成较完备的产品体系,能满足不同行业客户个性化的智能输送要求。
蓝英装备(300293)
公司主要从事自动控制技术的开发与应用。依靠在自动控制基础技术、自动控制应用技术、产品设计能力等方面的深厚基础,公司在轮胎、冶金、节能等自动控制应用领域取得了显著成绩,成为国内上述自动控制领域内的知名企业。其中在轮胎自动控制领域,凭借强大的产品设计能力,公司业务已由自动控制解决方案延伸至自动化设备,2011年公司已经占据国内子午线%的市场份额。
天奇股份(002009)★
自动输送系统设备市场份额全国领先:公司主要为规模化生产的汽车、家电等行业提供自动化输送及仓储系统。进军工业智能化领域,生产智能化煤炭装备,对无锡天安智联科技公司增资1800万元(公司增资950万元,占51%)有意在智能车载、智能交通、智能矿山等领域展开战略合作。
软控股份(002073)
公司主营业务为面向轮胎橡胶行业应用软件及系统集成开发和数字化装备制造,为轮胎橡胶制品生产企业提供全面的机电一体化、自动化、信息化解决方案。公司与赛轮股份有限公司共同承担的“工业机器人在轮胎行业的示范应用及产业化”项目列入国家战略性新兴产业发展专项资金计划。
法因数控(002270)
钢结构数控设备龙头,公司是国内最大以型钢为加工对象专用数控成套加工设备制造商,专业从事机电一体化专用钢结构数控成套加工设备开发、制造和销售,三大类主导产品均位居国内领先地位,是全球最主要钢结构数控成套加工设备制造商意大利菲赛普公司战略合作伙伴,公司能设计制造机械系统、液压系统、气动系统、控制系统,更能针对设备所需控制系统,开发相关嵌入式工控软件,主导产品已实现成套化、复合化、柔性化、智能化,制造技术处于国内领先地位。
金自天正(600560)★
公司主要从事工业自动化领域系列产品的研发、生产、销售和承接自动化工程及技术服务等,可为用户提供系统、先进、定制化、高性价比的工业自动化全面解决方案。公司在冶金自动化系统、管控一体化等应用技术方面处于国内领先地位,尤其是在智能控制、大功率交流调速领域已达到国际先进水平。
风洞是什么?有什么用?
风洞
风洞,简单地说,就是根据运动的相对性原理,用以模拟各种飞行器在空中飞行的庞大试验设备。风洞是我国航空航天飞行器的“摇篮”,所有的飞机、火箭、卫星、导弹、飞船都是被风洞“吹”上天空的。
阳春3月,走进我国自主设计建造的亚洲最大的立式风洞,领略风洞里独特的风景。
置身人造“天空”
秦岭之巅还残雪点点,山脚之下已是桃花吐艳。汽车驶过一段蜿蜒的山路,眼前景象豁然开朗:翠绿的山林间,一座5层高的建筑拔地而起。
“我们到了,这就是亚洲最大的立式风洞。”听到陪同人员介绍,感到有些失望,因为眼前的景象与想象中完全不一样。新建成的立式风洞不算高大,也不显得很威武,甚至不如城市里常见的摩天大楼。
从外表看,与普通房屋唯一不同的是,该建筑身上“背”着一根粗大的铁管。技术人员对介绍:“可不能小瞧这铁家伙,它是产生气流的主要通道。”
其实,风洞普通的外表下有着神奇的“心脏”。步入其中,发现这片人造“天空”完全是用高科技的成果堆砌而成。
风洞建设是一个涉及多学科、跨专业的系统集成课题,囊括了包括气动力学、材料学、声学等20余个专业领域。整个立式风洞从破土动工到首次通气试验仅用了2年半,创造了中国风洞建设史上的奇迹。
大厅里,螺旋上升的旋梯簇拥着两节巨大的管道,好不壮观!与其说它是试验设备,不如说是风格前卫的建筑艺术品。
一路参观,发现该风洞“亮点”多多:实现了两个摄像头同时采集试验图像,计算机自动判读处理;率先将世界最先进的中压变频调速技术用于风洞主传动系统控制,电机转速精度提高50%……
负责人介绍说,立式风洞是我国庞大风洞家族中最引人瞩目的一颗新星,目前只有极少数发达国家拥有这种风洞。
感受“风”之神韵
风,来无影去无踪,自由之极。可在基地科研人员的手中,无影无踪无所不在的风被梳理成循规蹈矩、各种强度、各种“形状”的气流。
赶得巧,某飞行器模型自由尾旋改进试验正在立式风洞进行。
何谓尾旋?它是指飞机在持续的失速状态下,一面旋转一面急剧下降的现象。在人们尚未彻底了解它之前,尾旋的后果只有一个:机毁人亡。资料显示,1966年至1973年,美国因尾旋事故就损失了上百架F-4飞机。
控制中心里,值班员轻启电钮,巨大的电机开始转动。不由自主地用双手捂住耳朵,以抵挡将要到来的“惊雷般的怒吼”。可没想到,想象中的巨响没有到来,只有空气穿流的浅唱低吟。30米/秒、50米/秒……风速已到极至,站在隔音良好的试验段旁,却没有领略到“大风起兮”的意境。
你知道50米/秒风速是什么概念?胜过飓风!值班员告诉,如果把人放在试验段中,可以让你体验被风吹起、乘风飞翔的感觉。
我国首座立式风洞已形成强大的试验能力。负责人告诉:该型风洞除可完成现有水平式风洞中的大多数常规试验项目,还能完成飞机尾旋性能评估、返回式卫星及载人飞船回收过程中空气动力稳定性测试等。
资料链接
世界上公认的第一个风洞是英国人于1871年建成的。美国的莱特兄弟于1901年建造了风速12米/秒的风洞,从而发明了世界上第一架飞机。风洞的大量出现是在20世纪中叶。到目前为止,我国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞。
风洞是干什么的?
风洞指的是风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。这种实验方法,流动条件容易控制。实验时,常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风,通过测控仪器和设备取得实验数据。
风洞实验中,需要用支架把模型支撑在气流中。支架的存在,产生对模型流场的干扰,称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正支架的影响,但很难修正干净。近来,正发展起一种称为磁悬模型的技术。在试验段内产生一可控的磁场,通过磁力使模型悬浮在气流中。
扩展资料
实验原理
风洞一般称之为风洞试验。简单地说,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。至于我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处,那是历史原因造成的。
风洞试验中,天平测量得到的模型气动力在转换到气流坐标系上时会因为模型迎角测量的误差引入模型气动力系数误差,而此误差在一些条件下可以占到总的气动力系数误差的25%。因此,准确的迎角测量技术是获得高精度气动特性试验数据的基础。风洞试验数据精确度的先进指标要求模型的阻力系数误差在马赫数Ma位于0.4~0.9的范围内时不超过0.0001,这就要求模型迎角的测量误差不能超过0.01°。
制造一个这样的娱乐风洞需要造价多少?
娱乐太空风洞是成熟的高科技航空航天技术.应用价值巨大.娱乐跳伞训练及电影空中镜头的拍摄等等.(傲拓道娱乐风洞--在线观看-土豆网) 本装置的设计制造时间(以一台计)为6个月左右(资金充足可缩短),具基本功能制造费用约100万/台.%0D%0A 结构设计(如图)要求:具有惊险刺激太空感安全性强娱乐性,把哗众取宠发挥极至!要在材料规格形状颜色及声音等等的运用上加以实现!游戏者的飞飘高度距1.5米左右距地面5.5米左右基本能够满足由高度产生的惊恐感.%0D%0A 飞飘过程:1,启动装置至所需速度.%0D%0A 2,游戏者由步梯登上飞飘.%0D%0A 3,以正确姿势即模仿跳伞出飞机仓的动作(可通过简单辅导达到)进入飞飘区.%0D%0A 4,做各种可能花样动作.如旋转纵横移动前后空翻横滚及各种独创动作.%0D%0A 5,飘移回并返回地面结束游戏.%0D%0A 主要娱乐人群分析:年龄在6—55岁.因为飞翔是人类羡慕飞行物种由来已久的梦想!比如现在许多借助载体的飞行都是由此梦想产生.而本装置可达到真正不借助有形载体进行飞飘的效果!非其它娱乐项目所能比拟.%0D%0A 随着物质生活的丰富,人们对精神生活的需求日趋强烈.如冒险刺激放松神经及休闲娱乐等等.产生的社会效果意义深远而有益!%0D%0A 请问读者:此时此刻您是否也产生了飞翔的冲动!这就是市场!!!%0D%0A 利润分析:以一台计算.每3分钟一人次,收费100-200元以100计.每小时20人次,收费2000元,扣除运转装置费用(管理维护及动力)200元左右.盈利每小时1800.每天运转时间8小时计算(实际远大于8小时)每日盈利14400元.月盈利43.2万元.年盈利518.4万.%0D%0A 按3分钟每人次,日8小时计算,日接待游戏者为160人,游客量超过2万的地方都适合安装.也就是说-只要游客有超过2万的地方,有千分之八的人想参与本游戏的人就可以了!%0D%0A 国内适合安装本装置的位置至少在50个.由此计算年利润至少2.5个亿!%0D%0A 此项目为永久性投资.即一旦装置制造安装完成,其维护管理费用低廉.且及易形成覆盖性垄断经营.虽然专利保护期为10年.估计在3年后可占领整个国内市场!随着设备的升级换代,必将保持领先地位长久经营! %0D%0A%0D%0A
航天中所说的风洞什么意思,干什么用的
风洞是能人工产生和控制气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动,并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。实验时,常将模型或实物固定在风洞内,使气体流过模型。这种方法,流动条件容易控制,可重复地、经济地取得实验数据。为使实验结果准确,实验时的流动必须与实际流动状态相似,即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制,在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的,通常是按所要研究的课题,选择一些影响最大的参数进行模拟。此外,风洞实验段的流场品质,如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准,并定期进行检查测定。
本段风 洞 的 组 成
风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统组成,各部分的形式因风洞类型而异。
本段洞体
它有一个能对模型进行必要测量和观察的实验段。实验段上游有提高气流匀直度、降低湍流度的稳定段和使气流加速到所需流速的收缩段或喷管。实验段下游有降低流速、减少能量损失的扩压段和将气流引向风洞外的排出段或导回到风洞入口的回流段。有时为了降低风洞内外的噪声,在稳定段和排气口等处装有消声器。
本段驱动系统
它有两类,一类是由可控电机组和由它带动的风扇或轴流式压缩机组成。风扇旋转或压缩机转子转动使气流压力增高来维持管道内稳定的流动。改变风扇的转速或叶片安装角,或改变对气流的阻尼,可调节气流的速度。直流电动机可由交直流电机组或可控硅整流设备供电。它的运转时间长,运转费用较低,多在低速风洞中使用。使用这类驱动系统的风洞称连续式风洞,但随着气流速度增高所需的驱动功率急剧加大,例如产生跨声速气流每平方米实验段面积所需功率约为4000千瓦,产生超声速气流则约为16000~40000千瓦。另一类是用小功率的压气机事先将空气增压贮存在贮气罐中,或用真空泵把与风洞出口管道相连的真空罐抽真空,实验时快速开启阀门,使高压空气直接或通过引射器进入洞体或由真空罐将空气吸入洞体,因而有吹气、引射、吸气以及它们相互组合的各种形式。使用这种驱动系统的风洞称为暂冲式风洞。暂冲式风洞建造周期短,投资少,一般[[雷诺数]]较高,它的工作时间可由几秒到几十秒,多用于跨声速、超声速和高超声速风洞。对于实验时间小于 1秒的脉冲风洞还可通过电弧加热器或激波来提高实验气体的温度,这样能量消耗少,模拟参数高。
本段测量控制系统
其作用是按预定的实验程序,控制各种阀门、活动部件、模型状态和仪器仪表,并通过天平、压力和温度等传感器,测量气流参量、模型状态和有关的物理量。随着电子技术和计算机的发展,20世纪40年代后期开始,风洞测控系统,由早期利用简陋仪器,通过手动和人工记录,发展到采用电子液压的控制系统、实时采集和处理的数据系统。
本段风 洞 的 种 类
风洞种类繁多,有不同的分类方法。按实验段气流速度大小来区分,可以分为低速、高速和高超声速风洞。
本段低速风洞
实验段气流速度在130米/秒以下(马赫数≤0.4)的风洞。世界上第一座风洞是F.H.韦纳姆于1869~1871年在英国建造的。它是一个两端开口的木箱,截面45.7厘米×45.7厘米,长3.05米。美国的O.莱特和W.莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力飞行之前,于1900年建造了一个风洞,截面40.6厘米×40.6厘米,长1.8米,气流速度为40~56.3千米/小时。以后,许多国家相继建造了不少较大尺寸的低速风洞。基本上有两种形式,一种是法国人A.-G.埃菲尔设计的直流式风洞;另一种是德国人L.普朗特设计的回流式风洞,图1是这两种风洞结构示意图。现在世界上最大的低速风洞是美国国家航空和航天局(NASA)埃姆斯(Ames)研究中心的12.2米×24.4米全尺寸低速风洞。这个风洞建成后又增加了一个24.4米× 36.6米的新实验段,风扇电机功率也由原来25兆瓦提高到100兆瓦。
低速风洞实验段有开口(见图1实验段)和闭口两种形式,截面形状有矩形、圆形、八角形和椭圆形等,长度视风洞类别和实验对象而定。60年代以来,还发展出双实验段风洞,甚至三实验段风洞。图2为中国气动力研究与发展中心的8米(宽)×6米(高)、16米(宽)×12米(高)闭口串列双实验段开路式风洞示意图。
本段风洞介绍
风洞就是用来产生人造气流(人造风)的管道。在这种管道中能造成一段气流均匀流动的区域,汽车风洞试验就在这段风洞中进行。汽车风洞中用来产生强大气流的风扇是很大的,比如奔驰公司的汽车风洞,其风扇直径就达8.5m,驱动风扇的电动功率高达4000kW,风洞内用来进行实车试验段的空气流速达270km/h。建造一个这样规模的汽车风洞往往需要耗 资数亿美元,甚至10多亿,而且每做一次汽车风洞试验的费用也是相当大的。
在低速风洞中,常用能量比Er衡量风洞运行的经济性。式中v0和A0分别为实验段气流速度和截面积;ρ为空气密度;η和N 分别为驱动装置系统效率和电机的输入功率。对于闭口实验段风洞Er为3~6。雷诺数Re是低速风洞实验的主要模拟参数,但由于实验对象和项目不同,有时尚需模拟另一些参数,在重力起作用的一些场合下(如尾旋、投放和动力模型实验等)还需模拟弗劳德数Fr,在直升机实验中尚需模拟飞行马赫数和旋翼翼尖马赫数等。
低速风洞的种类很多,除一般风洞外,有专门研究飞机防冰和除冰的冰风洞,研究飞机螺旋形成和改出方法的立式风洞,研究接近飞行条件下真实飞机气动力性能的全尺寸风洞,研究垂直短距起落飞机(V/STOL)和直升机气动特性的V/STOL风洞,还有高雷诺数增压风洞等。为了研究发动机外部噪声,进行动态模型实验,一些风洞作了改建以适应声学实验和动态实验要求。为了开展工业空气动力学研究,除了对航空风洞进行改造和增加辅助设备外,各国还建造了一批专用风洞,如模拟大气流动的速度剖面、湍流结构和温度层结的长实验段和最小风速约为0.2米/秒的大气边界层风洞,研究全尺寸汽车性能、模拟气候条件的汽车风洞,研究沙粒运动影响的沙风洞等。
本段高速风洞
实验段内气流马赫数为0.4~4.5的风洞。按马赫数范围划分,高速风洞可分为亚声速风洞、跨声速风洞和超声速风洞。
本段亚声速风洞
风洞的马赫数为0.4~0.7。结构形式和工作原理同低速风洞相仿,只是运转所需的功率比低速风洞大一些。
本段跨声速风洞
风洞的马赫数为0.5~1.3。当风洞中气流在实验段内最小截面处达到声速之后,即使再增大驱动功率或压力,实验段气流的速度也不再增加,这种现象称为壅塞。因此,早期的跨声速实验只能将模型装在飞机机翼上表面或风洞底壁的凸形曲面上,利用上表面曲率产生的跨声速区进行实验。这样不仅模型不能太大,而且气流也不均匀。后来研究发现,实验段采用开孔或顺气流方向开缝的透气壁,使实验段内的部分气流通过孔或缝流出,可以消除风洞的壅塞,产生低超声速流动。这种有透气壁的实验段还能减小洞壁干扰,减弱或消除低超声速时的洞壁反射波系。因模型产生的激波,在实壁上反射为激波,而在自由边界上反射为膨胀波,若透气壁具有合适的自由边界,则可极大地减弱或消除洞壁反射波系。为了在各种实验情况下有效地减弱反射波,发展出可变开闭比(开孔或开缝占实验段壁面面积的比例)和能改变开闭比沿气流方向分布的透气壁。第一座跨声速风洞是美国航空咨询委员会(NACA)在1947年建成的。它是一座开闭比为12.5%、实验段直径为 308.4毫米的开缝壁风洞。此后跨声速风洞发展很快,到50年代就已建设了一大批实验段口径大于1米的模型实验风洞。
本段超声速风洞
洞内气流马赫数为1.5~4.5的风洞。风洞中气流在进入实验段前经过一个拉瓦尔管而达到超声速。只要喷管前后压力比足够大,实验段内气流的速度只取决于实验段截面积对喷管喉道截面积之比。通常采用由两个平面侧壁和两个型面组成的二维喷管。喷管的构造型式有多种,例如:两侧壁和两个型面装配成一个刚性半永久性组合件并直接与洞体连接的固定喷管;由可更换的型面块和喷管箱侧壁组成喷管,并将喷管箱与洞体连接而成的固块喷管;由两块柔性板构成喷管型面,且柔性板的型面可进行调节的柔壁喷管(图3)。实验段下游的超声速扩压器由收缩段、第二喉道和扩散段组成(图4),通过喉道面积变化使超声速流动经过较弱的激波系变为亚声速流动,以减小流动的总压损失。第一座超声速风洞是普朗特于1905年在德国格丁根建造的,实验马数可达到1.5。1920年A.布泽曼改进了喷管设计,得到了均匀超声速流场。1945年德国已拥有实验段直径约 1米的超声速风洞。50年代,世界上出现了一批供飞行器模型实验的超声速风洞,其中最大的是美国的4.88米×4.88米的超声速风洞。
现在建设的许多风洞,往往突破了上述亚声速、跨声速和超声速单一速度的范围,可以在一个风洞内进行亚声速、跨声速和超声速实验。这种风洞称为三声速风洞。中国气动力研究与发展中心的1.2米×1.2米跨声速、超声速风洞(图5)是一座三声速风洞。
60年代以来,提高风洞的雷诺数受到普遍重视。跨声速风洞的模型实验雷诺数通常小于1×109,大型飞行器研制需要建造雷诺数更高(例如大于4×109)的跨声速风洞,因而出现了增高驻点压力的路德维格管风洞,用喷注液氮降低实验气体温度、提高雷诺数的低温风洞等新型风洞。低温风洞具有独立改变马赫数、雷诺数和动压的能力,因此发展很快。
本段高超声速风洞
马赫数大于 5的超声速风洞。主要用于导弹、人造卫星、航天飞机的模型实验。实验项目通常有气动力、压力、传热测量和流场显示,还有动稳定性、低熔点模型烧蚀、质量引射和粒子侵蚀测量等。高超声速风洞主要有常规高超声速风洞、低密度风洞、激波风洞、热冲风洞等形式。
本段常规高超声速风洞
它是在超声速风洞的基础上发展起来的。图6为高超声速风洞示意图。图7为一座实验段直径为0.5米的暂冲式高超声速风洞照片。
常规高超声速风洞的运行原理与超声速风洞相似,主要差别在于前者须给气体加热。因为在给定的稳定段温度下,实验段气流静温随马赫数增加而降低,以致实验段气流会出现液化。实际上,由于气流膨胀过程很快,在某些实验条件下,存在不同程度的过饱和度。所以,实际使用的稳定段温度可比根据空气饱和曲线得到的温度低。根据不同的稳定段温度,对实验气体采用不同的加热方法。在通常情况下,气体燃烧加热器加热温度可达750开;镍铬电阻加热器可达1000开;铁铬铝电阻加热器可达1450开;氧化铝卵石床加热器可达1670开;氧化锆卵石床加热器可达2500开;以高纯度氮气为实验气体的钨电阻加热器可达2200开;石墨电阻加热器可达2800开。早期常规高超声速风洞常采用二维喷管。在高马赫数条件下,喉道尺寸小,表面高热流引起的热变形使喉道尺寸不稳定,边界层分布也非常不均匀,都会影响气流均匀性。所以,后期大多数高超声速风洞安装了锥形或型面轴对称喷管。锥形喷管加工容易,但产生锥型流场,所以后来逐渐被型面喷管代替。在马赫数大于 7的情况下,对高温高压下工作的喷管喉道,一般用水冷却。
常规高超声速风洞的典型气动性能以实验马赫数和单位雷诺数来表征。以空气作实验气体的典型风洞的实验马赫数为5~14,每米雷诺数的量级为3×106。为进一步提高实验马赫数和雷诺数,采用凝结温度极低(4 开)的氦气作实验气体,在室温下马赫数可达到25;加热到1000开时马赫数可达到42。
世界上第一座常规高超声速风洞是德国在第二次世界大战时建造的。这是一座暂冲式风洞。马赫数上限为10,实验段尺寸为1米×1米。德国战败,风洞未能完全建成。战后,美国建造了多座尺寸在0.45米以上的常规高超声速风洞,少数为连续式,大多为暂冲式。
本段低密度风洞
形成稀薄(低密度)气体流动的高超声速风洞。它为研制航天器提供高空飞行的气动环境,也是研究稀薄气体动力学的实验工具。低密度风洞主要进行滑移流态和过渡流态下的实验,主要模拟克努曾数、马赫数、物面平均温度和滞止温度(气体速度变成零时的温度)之比(约为0.06~1)等参数,以及高温低压下的真实气体效应。低密度风洞的原理和结构同常规高超声速风洞相仿。同常规高超声速风洞相比,它有以下特点:稳定段压力和实验模型尺寸均较常规高超声速风洞成量级地减小;具有庞大的真空抽气系统和优良的风洞密封性能;普遍采用深冷拉瓦尔管或小孔自由射流实验技术,以解决由于低雷诺数、高马赫数而引起的喷管边界层加厚问题,从而能在更大的克努曾数下获得供实验用的、足够尺寸的稀薄气流区域;在相同的马赫数下预防工作气体液化的加热要求较一般高超声速风洞为低。但在低密度风洞实验中,由于气流密度小,实验模型尺寸小,所以模型的气动力、热、压力等均甚微弱,测量技术难度大。电磁悬挂天平、电子束装置等非接触测量技术已用于有关测量。图8为低密度风洞示意图。
激波风洞 利用激波压缩实验气体,再用定常膨胀方法产生高超声速实验气流的风洞。它由一个激波管和连接在它后面的喷管等风洞主要部件组成。在激波管和喷管之间用膜片(第二膜片)隔开,喷管后面被抽成线为反射型激波风洞原理示意图。激波风洞的工作过程是:风洞启动时主膜片先破开,引起驱动气体的膨胀,产生向上游传播的膨胀波,并在实验气体中产生激波。当此激波向下游运动达到喷管入口处时,第二膜片被冲开,因而经过激波压缩达到高温高压的实验气体即进入喷管膨胀加速,流入实验段供实验使用。当实验条件由于波系反射或实验气体流完而遭到破坏时,实验就结束。激波风洞的实验时间短,通常以毫秒计。激波风洞的名称是赫兹伯格于1951年提出的。它的发展与中、远程导弹和航天器的发展密切相关。50年代初至60年代中期,由于急需研究高超声速飞行中出现的高温真实气体效应,激波风洞主要用于模拟高温条件。60年代中期以后,由于需要战略弹头在低空作机动飞行,它即转向于模拟高雷诺数,并于1971年首先实现了这种模拟的运行。早期的激波风洞采用直通型(入射激波在喷管入口处不反射而直接通过喷管)运行,因而实验时间非常短(甚至短于1毫秒),难以应用,因此又发展出反射型激波风洞。这种风洞有不同的运行方法,如适当选择运行条件,通常可取得5~25毫秒的实验时间。激波风洞实验已确立为一种标准的高超声速实验技术,并已成为高超声速气动力数据的主要
本段热冲风洞
利用电弧脉冲放电定容地加热和压缩实验气体,产生高超声速气流的风洞。基本结构如图10所示。运行前储能装置储存电能,弧室充入一定压力的气体,膜片下游各部位被抽吸到线帕)。运行时,储存的电能以千分之一毫秒到几十毫秒的时间在弧室内通过电弧放电释放,以加热和压缩气体;当弧室中压力升高到某个预定值时,膜片被冲破;气体经过喷管膨胀加速,在实验段中形成高超声速气流;然后通过扩压器排入真空箱内。与常规高超声速风洞和激波风洞不同,热冲风洞的实验气流是准定常流动(见非定常流动),实验时间约20~200毫秒;实验过程中弧室气体压力和温度取决于实验条件和时间,与高超声速风洞和激波风洞相比大约要低10~50%。所以要瞬时、同步地测量实验过程中实验段的气流参量和模型上的气动力特性,并采用一套专门的数据处理技术。热冲风洞的研制开始于20世纪50年代初,略后于激波风洞。原来是要利用火花放电得到一个高性能的激波管驱动段,后来就演变成热冲风洞。“热冲”这个词是 R.W.佩里于1958年提出来的。
热冲风洞的一个技术关键是将材料烧损和气体污染减少到可接受的程度。采取的措施有:以氮气代替空气作为实验气体;减小暴露在热气体中的弧室绝缘面积;合理设计析出材料烧损生成微粒的电极和喉道挡板结构;适当选取引弧用的熔断丝;限制风洞在弧室气体温度低于4000开下运行等。热冲风洞的储能装置有电容和电感两种方式。前者常用于储存10兆焦耳以下的能量,后者多用于储存5~100兆焦耳的能量。还有一种方式是电网直接供电,其能量一般为10兆焦耳量级,不同的电能利用方式要求有相应的充电放电系统。热冲风洞的模拟范围一般可以达到:马赫数 8~22,每米雷诺数1×105~2×108。长达上百毫秒的实验时间,不仅使它一次运行能够完成模型的全部攻角的静态风洞实验,而且可以进行风洞的动态实验,测量动稳定性,以及采用空气作实验气体(温度一般在3000开以下)进行高超声速冲压发动机实验。
除上述风洞外,高超声速风洞还有氮气风洞、氦气风洞、炮风洞(轻活塞风洞)、长冲风洞(重活塞风洞)、气体活塞风洞、膨胀风洞和高超声速路德维格管风洞等。
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。风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具。它的产生和发展是同航空航天科学的发展紧密相关的。风洞广泛用于研究空气动力学的基本规律,以验证和发展有关理论,并直接为各种飞行器的研制服务,通过风洞实验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。现代飞行器的设计对风洞的依赖性很大。例如50年代美国B-52型轰炸机的研制,曾进行了约10000小时的风洞实验,而80年代第一架航天飞机的研制则进行了约100000小时的风洞实验。
设计新的飞行器必须经过风洞实验。风洞中的气流需要有不同的流速和不同的密度,甚至不同的温度,才能模拟各种飞行器的真实飞行状态。风洞中的气流速度一般用实验气流的马赫数(M数)来衡量。风洞一般根据流速的范围分类:M<0.3的风洞称为低速风洞,这时气流中的空气密度几乎无变化;在 0.3<M<0.8 范围内的风洞称为亚音速风洞,这时气流的密度在流动中已有所变化; 0.8<M<1.2 范围内的风洞称为跨音速风洞;1.2<M<5范围内的风洞称为超音速风洞;M≥5的风洞称为高超音速风洞。风洞也可按用途、结构型式、实验时间等分类。
本段低速风洞