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美国国家航空航天局最新的风洞建立在创新的遗产之上

NASA2026年6月29日 20:38

在过去的100多年里,位于弗吉尼亚州汉普顿的美国国家航空航天局兰利研究中心的风洞帮助塑造了飞行的未来。现在,美国国家航空航天局服务时间最长的两个设施——12英尺低速风洞和20英尺垂直旋转风洞——将把接力棒传递给飞行动力学研究设施(FDRF),这是40多年来建造的第一个主要风洞。"FDRF结合了全球其他单一设施所没有的多种特点,"美国国家航空航天局兰利智能飞行系统部门的退休总工程师迈克·弗雷莫说。"这是一个高性能的垂直风洞,拥有一个大型测试区域,能够进行各种测试,以评估飞行器的动态特性。"当FDRF在今年晚些时候开放时,它将提供增强的能力版本,作为两个传统设施所提供的。FDRF的测试区域将允许研究人员将模型投放到上升的垂直气流中。这将使研究人员能够对飞机进行旋转测试,以及对设计用以从太空重新进入地球大气层的飞行器进行自由飞行测试。FDRF将在支持美国国家航空航天局在航空、科学和太空探索使命的研究中发挥重要作用。与许多NASA设施一样,FDRF的故事根植于创新的历史中。 12英尺低速风洞 当12英尺低速风洞在1939年开始运行时,航空看起来与今天大相径庭。它是为美国国家航空航天局的前身——国家航空委员会(NACA)建立的,用于研究飞机在自由飞行中的可控性。航空器模型在它产生的气流中飞行,而不是依靠支架支撑。多个操作者使用简单的遥控器操作隧道中的模型。容纳风洞的设施具有独特的设计:一个60英尺直径的球体。该配置允许风洞移动并适应自由飞行模型的飞行路径。"飞行员"可以使用液压执行器,转动风洞的测试部分,以匹配模型的运动。球形设计使得设施的风扇产生的空气无论测试部分的俯仰角如何,都能轻松循环通过风洞。1958年,美国国家航空航天局将自由飞行测试搬到了另一个兰利风洞。该机构停用了12英尺的液压执行器,将其测试部分固定在水平位置,开始用于更常规的测试,研究气动力如何影响支架安装模型的稳定性和控制性。在其86年的服务里,12英尺风洞支持了多个重大项目,从两次世界大战之间的双翼飞机到单翼飞机的过渡,再到超音速飞机的开发。革命性的设计在12英尺风洞中进行了测试,从前掠翼X-29和X-31增强型战斗机机动性演示器,到最近的X-59安静超音速研究飞机,以及为NASA的Dragonfly设计的气动外壳,这是一种独特的旋翼机,旨在探索土星最大的卫星泰坦。12英尺风洞将在2025年关闭,但其遗产将在FDRF得到延续。六个木质风扇叶片和来自12英尺风洞的中央金属风扇轴在FDRF的控制室内展出。 20英尺垂直旋转风洞 而12英尺风洞则测试航空器和组件的新理念时,20英尺垂直旋转风洞在航空安全方面发挥了关键作用。1941年启用的垂直旋转风洞旨在研究飞机失速和旋转特性。它的目的是防止飞机进入失控旋转的致命事故。垂直设计允许模型掉入上升的气流中,模拟飞机在旋转过程中如何表现。研究人员手动将模型发射到风洞的垂直上升气流中,以评估这些特性。该风洞迅速成为全球最重要的旋转测试设施之一。研究支持商业航空、降落伞设计系统、美国国家航空航天局的太空任务,以及自第二次世界大战以来几乎每一款美国军用飞机的开发。许多这些测试的模型将展出在FDRF的大堂,见证垂直旋转风洞丰富的历史。 "能够展示自NACA时代开始的工作遗产并将继续向前发展数十年,这是非常好的,"弗雷莫说。 飞行研究的新纪元 FDRF将继续美国国家航天局对世界级设施的承诺,以及该机构员工的独特专长。"这就是那些其他设施能够持续运作的原因,"弗雷莫说。"不仅仅是建筑、风扇和马达,还有与这些设施相关的专业知识。没有一项就没有另一项。"FDRF将不仅建立在12英尺风洞和垂直旋转风洞的历史之上,而且它们的设备,包括许多主要测试装置、仪器和数据系统,将被重新利用于FDRF。

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