風洞,是進行空氣動力實驗的一種工具,模擬實體周圍氣體的流動狀況,將實體放入到風洞中,通過人工控制氣流來測試實體的性能,得到相關數據。
世界上最早的風洞是在1870年左右建成的,發展到現在 風洞的種類也變得更多了,包括低速風洞、高速風洞、超聲速風洞、激波風洞等等。當然世界上第一架飛機的試飛成功也離不開風洞的功勞。
為確保飛行能夠成功,美國萊特兄弟先後兩次建造風洞,第一次是在1900年,當時風洞的氣流速度為每小時50千米左右,第二年為了能更好地測試飛機的性能,又建造了一個風速為12米每秒的風洞。正是因為有前期大量試驗的結果做鋪墊,才使得1903年的「飛行者一號」試飛成功,世界上的第一架飛機也就誕生了。
而我國在風洞實驗室建造方面也有不小的成就,亞洲最大的風洞群就位於我國的川西地區,從建成開始到現在一共有50多萬次的實驗都是在這裡完成的,這也促使1403項科技成果的完成,其中包括我國的「和諧號」高速列車和磁懸浮列車都是在中國空氣動力發展與研究中心進行風洞實驗後才正式投入運營的。
不過風洞的建造可沒那麼簡單,而且它的建造費用也是很高的,並不是任何一個國家都能擁有的。我們來看看它到底有多燒錢? 要想帶動壓氣機運轉就得需要電,光這電費都超萬了,而且還只是一個小時的電費,這運行起來少不得個幾十萬?
風洞需要配備多種尺寸的噴管,噴管是用來幹嘛的呢,就是用來噴出不同速度氣流的,畢竟現實情況中,要想讓被試驗的實體能夠經受得住各種考驗,氣流肯定需要不同的,共同作用於被實驗的物體,來測試它的性能,這樣才能使它更優秀。想要造成一根噴管,需要花費幾百萬,而且還容易損壞,修理費用都在好幾萬。做出來費錢,修理也費錢,反正就是咋也要花錢。
因為要測試實體的各項性能,所以必須得有一個記錄的東西,那就要用到照相機了。不可能人去實地拍攝,那麼強大的風力,恐怕吹得都不知道自己是誰了,它敢吹風你敢進嗎?風洞用的相機設備費用至少也得幾十萬,照相頻率高,進光量不足,拍攝的畫質就不是很容易觀察了,所以還有藉助幾百萬一臺的雷射器,而這也可能導致相機的損壞,這一壞了又不得花錢嘛。
這還只是其中的一小部分花費,如果要建一個完整的風洞體系起價都要在5000萬美元以上。就這種花錢像流水的速度,有幾個國家能支撐得起。光費用都足以讓人消受不起了,就別說什麼技術難題了。