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1901年,为研究飞机及得到正确的飞行数据,莱特兄弟建造了风洞,开展了相应的测试。1902年,他们借助风洞测试结果,建造了3架滑翔机,并进行了大量试飞;最终在1903年发明了世界上第一架带有动力的载人飞行器——“飞行者一号”。
最近,根据文献记载,同济大学研究人员们对莱特兄弟所使用的风洞系统进行了1:1的复原。复原后的风洞系统长约2.3m,高1.2m,由风道、风力产生与控制子系统、升力/阻力天平以及翼型套件等四部分组成。
该风洞系统的风力产生与控制子系统包含风机柜、柱形轴流风机、热敏风速仪、风速控制开关等主要部件;轴流风机的额定功率为1.5KW,可产生最大6m/s的风力。风道主要由四块长方形松木板围成,其中前壁板上设置有有机玻璃的观察窗口,内横截面为0.4m´0.4m的正方形,前端安装有锥柱状的金属进风口。为了在风道内获得流畅的风场,进风口内安装了十字交叉的整流板和整流栅格,这大大缓解了轴流风机气流的紊流度。
风洞系统的升力/阻力天平和翼型套件均由不锈钢材料制成。全套翼型共包含了当年莱特兄弟使用的39件尺寸大小、相对弯度以及展弦比各异的小机翼。这些机翼类型丰富,既有单翼的、双翼的,还有三翼的。升力和阻力天平由1mm厚的不锈钢条加工而成,加装小机翼后置于风道中吹风,可测得相应机翼的升力和阻力数据。
复原后的莱特兄弟风洞,再现了110余年人类航空史上伟大的一幕,可用于参观、教学与航空科普,同时也可以用来测试微小飞机的气动特性,进而为设计微小飞行器提供理论依据。
实测显示,尽管是110余岁的‘古董’,但凭借巧妙的构造与设计,莱特兄弟的风洞依然能够给出相对准确的气动数据。
莱特兄弟的升力与阻力天平
来访者参观复原的莱特兄弟风洞
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