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我造了一个微型风洞, 故事还要从三个月前我收到一台吹风机说起,听说这里面装着一台每分钟十一万转的直流电机,可以吹出二十二米每秒的气流。看着这身材娇小,动力强大的吹风机,我产生了一个大胆的想法。 风洞实验是汽车和飞行器设计中很重要的一环,它可以帮助工程师了解一个设计在空气中高速运动时的性能参数。一个风洞占地几千平米,造价上亿,正所谓风洞异响,黄金万两,而我打算用这台高速吹风机造一个小小的微型风洞。 风洞可不是用风扇对着模型吹这么简单,扇叶吹出的风杂乱无章,高速的气流 夹杂着随机出现的漩涡,时快时慢,忽左忽右。这种气流叫做端流,我们需要的是另外一种气流,叫层流。每一层的气流都以相同的速度向着相同的方向流动,规规矩矩,整齐划一。 在风洞试验中,我们要模拟零件在空气里运动的状态,只不过在这里零件不动,空气动,而这个状态的气流显然更接近于层流。想要获得层流其实也不难,毕竟爱收破烂的皮鞋油,家里什么都有, 把吸管整齐的插在一起,就可以当做一个整流器,当气流通过,他就会像一把小梳子,把杂乱的气流梳理的整整齐齐。 另外还需要一些烟雾帮助观察。风洞已经准备好了,现在只要把 把吹风机放在入风口,就可以轻松得到一次珍贵的失败体验。吹风机的风力又强又集中,瞬间把烟雾吹的七零八落,哪怕是经过了吸管做的整流器,还是不足以得到漂亮的残留。于是我继续在网上查找资料, 才发现了奥秘所在。原来直流式风洞的风扇一般是设置在出风口一面,把空气从风洞里吸出来,这样才更容易获得整齐的层流。但是吹风机的进风口在这里,既避免了缠绕头发,又打破了有人想要把它变成风洞的幻想,真是一箭双雕。 或者我也可以拆出里面的电机和风扇装在风洞的一端,但是我的头发怎么办?最后我想到了一个更好的主意,如果在风洞的出口周围有一股高速吹出的气流,那么 根据博努力原理,他会在这里创造一个低压区域,再加上一个微微外扩的导流罩,康达效应会让气流跟着导流罩一起微微外扩,进一步加强这个低压区。 有了这个低压区,气流就会源源不断的从风洞里面吸出来,这样产生的气流没有扇叶的搅动,再加上整流器的梳理,应该会更平稳,更接近层流。这个方案你觉得怎么样? 真的有风? 汽车的曲线让气流附着在表面,尽量的延后气流分离的发生,减小阻力。这些不断出现的漩涡向我们展示了低压区的位置,他也是风阻的一个重要来源。 我做的这台风动其实只能算是一个微缩模型,真正的风动不仅规模巨大,还需要搭载精密的控制系统和大量的测量仪器。就在最近,我国刚刚验收通过的 gf 二二超高速风动,甚至要通过爆轰的方式获得高超音速的气流。 当我们乘坐着流线型设计的汽车高铁,享受着快递次日到达的航空运输,我们很难想象,这是工程师们通过无数次的试 实验失败修正再实验的循环缓慢却坚定的从平地里筑起的一座科技大厦。来芬也是这样。一台吹风机的背后,是工程师们七百多天的研发努力, 把动平衡矫正到一毫克,把加工精度提升到零点零零一毫米,每一分的苛刻都会让我们进步一点点,千锤百炼才能成就精工品质。我是皮卡优,助你永葆一颗好奇心!

这个黑白的画面感觉很科幻,他是中国的天地往返飞行器,正在高超因素风动中进行子母机分离试验。这上面的鸡波呀,蜗牛啊什么的,真是拉风。所以这个网上流传的空天飞机造型图,他居然是真的。 最近央视放出了更清晰的画面,这个实体模型比效果图更帅,但是他只是配角。央视放这个画面其实是为了介绍中国最新的 gf 二二风洞,这个才是主角。 那这个风洞塔究竟有多厉害呢?咱拿数据说话啊,要不然显得好像我在忽悠似的。好,先看美国的风洞实验室,最牛的是拉萨和美国军方共同投资建设的所谓 lens 系列,他一共有四个型号。仔细看这个表格里面 藏着真相。一九九一年建成的蓝子一,速度已经达到了二十二马赫,接近第一宇宙速度,理论上可以用来研究像 x、 三七 b 这一类的轨道飞行器,但这个东西的直径太小,最大二百七十九毫米, 巴掌大。这种空间他能装啥呢?也就和我手上的玩具差不多了。试验数据精度堪忧,实际作用很有限。 于是在一九九六年,他们又搞了一个 las 二,这个进步很大,直径达到了一米五。像 f 幺幺九这种大推力发动机,动不动就一米二的直径,自然是塞不下的。当然,普通发动机也不需要这种测试环境了,这个大小他比较适合什么呢?高超音速导弹, 但是因为直径变大了,所以他的速度降到了巴马赫。这个速度对于二三马赫的轨道飞行器来说,自然是不够看的,但对于高超音速导弹正好合适,但是在一九八七年。


今天来教大家怎么去制作这样的风动小模型。首先要选择合适的烟雾来实现可视化气流,这个烟雾它既不是传统香烟,也不是瑞克五代,尝试过加湿器和烟柄,还有烧纸卷,但是都没有这种发烟器好用,就是这种模型发烟器。 这里需要购买烟波箱、降压板、烟油两份,软管一个转接头。买回来是要接线的,需要准备电池和供电,要把线的插头剪掉,分开那些线,把红蓝线绑一起,黑蓝绑一起。 这个白色的就是烟箱马达,链接的是鼓风机,负责把烟吹出来,烟从烟箱上面两个孔吹出,同时也是加油孔, 红线和随便一根蓝线的金属丝缠绕在一起,黑线就和剩下那个蓝线一起了。两两缠绕好后,这两个线头是连接电源正负极的 电池盒,买一万八千六百五十两节带开关的电池,买幺八六五零三点七立充电电池,电池容量随便买,容量越大玩的越久。 这个电池盒一定要带开关的,两节三点七立的电池电源就是七点四立。这个发烟器的额定电压是五到七立,在直连的情况下运行几分钟是没有问题的,如果一直开几十分钟就容易烧坏。虽然一个一点五立四 六力达到固定电压,但是玩不了多久就没烟了。这个幺八六五零电池用了一段时间,一直都够用。下面演示接线,用笔刀将电线胶套环切,让更多电线裸露出来, 将正负极和红蓝黑蓝连接起来, 绕在一起, 胶带捆绑 加固,这一步不做也行。 最后启动烟机,烟油加了半管,非常多,在烟雾变少之前,不要老是加烟油,油多了也会不出烟。 然后是导管,要让他的出烟口尽量的吸。这里要用到热缩管, 取一根大小差不多的套路,用一根细棍插入里面,防止加热的时候收缩的太小。打火机加热一次 烧一下, 最后把棍拔出。 风动大致结构两端用吸管填满,增加气流稳定性,漏斗口增流速,风力够大可以不用。准备好热熔胶,三块透明亚克力板,把亚克力板切成合适大型, 可以放进去,要做的小车就行,用吸管填满另一端懒得呼吸管,用中空板切条代替,后面铺上吸光黑布,呼吸 上面要放一盏灯,烟雾效果更明显。在端口处放上一个三千五百度 吃吃。
