中国汽车风洞发展史(上篇):艰难起步

添加时间:2016-08-16   点击次数:1531

世界上第一座风洞是富兰克.H.韦纳姆于1869~1871年为英国航空学会建造的。它是一个两端开口的木箱,截面45.7 cm×45.7 cm,长3.05 m。

韦纳姆和他的第一座风洞

1934~1935年由清华大学航空工程系王士倬教授主持设计的直径为1.5m的低速风洞,是中国最早的风洞,后因日本侵华战争爆发,风洞被毁。至40年代末,共建成六座低速风洞,其中最大的是原成都航空研究院的1.5m×2.0m低速风洞。

中国第一座风洞

建国后,为适应中国航天事业的发展,根据钱学森、郭永怀教授的构想,于1968年在四川绵阳组建了中国空气动力研究与发展中心。数十年来,中心建造了50余座风洞,拥有总体规模居世界第三、亚洲第一的风洞群,为我国航空航天事业的发展和国民经济建设作出了重大贡献。客机风洞试验和超高速风洞逃逸塔试验:

客机风洞试验和超高速风洞逃逸塔试验

但在汽车空气动力学领域的汽车专用风洞建设,中国始终没有跟上国际先进水平的步伐,直到2009年同济大学汽车风洞的建成,中国才真正拥有了属于自己的汽车专用风洞。让我们一起回顾这段中国汽车风洞的发展简史。

中国空气动力学研究与发展中心于1981年在FL-13低速风洞(8m×6m)先后对三个车型(S001、S003小轿车和S002小客车)进行了测力和流态观察风洞试验,拉开了我国汽车空气动力学风洞试验的序幕。

首次汽车空气动力学试验

1989年长春汽车研究所和航天部701所合作将FD-09航空风洞改建为汽车模型风洞,改建后的风洞安装有N6YT-14杆式六分量汽车天平、转台和边界层抽吸地板,具备汽车模型测力试验、表面压力试验和流态显示试验的能力。完成了红旗CA774轿车、解放CA141载货汽车、东风EQ140载货汽车、JT6210大客车等汽车的空气动力学特性分析试验。

红旗CA774流态显示和测力试验

1996-1998年同济大学将土木工程防灾国家重点实验室TJ-2号风洞改建为汽车模型风洞,研制了国内第一台浮框式六分量汽车天平和光学流场截面测量装置,该风洞试验段截面宽3m,高2.5m,收缩比3.37,最大风洞65m/s,并配有基础抽吸地面模拟设备。

桑塔纳2000轿车在TJ-2风洞中

HD-2风洞于2004年投入运行,汽车模型试验段长17m、宽3m、高2.5m,最高风速58 m/s,安装有气动六分力测量天平、转台和边界层抽吸系统。风洞风速控制、数据采集与试验监视全部集中在主控制室以实现自动化系统控制。目前该风洞可开展1:3比例汽车模型的气动力测量、表面压力测量、PIV流场显示、雨刮器升力测量等风洞试验。

HD-2风洞试验段和表面测压试验

该风洞模型支撑机构为四轮定位支撑机构,通过大、小偏心轮的配合调节,使天平适应不同的模型轮、轴距。气动力通过支杆组件传递到测力传感器上。

模型支撑机构

2008年运行的吉林大学汽车风洞是国内首座汽车专用风洞,该汽车风洞为开式试验段,长8m、宽4m、高2m,收缩比5.17,最高风速60m/s,主电机功率为1000kW。配有天平测力系统、转盘系统、电子压力扫描阀、PIV系统等。能够完成各种整车比例模型和轿车实车的空气动力性试验。

风洞试验段和流态显示试验

该风洞采用的支撑方式为车轮中心支撑。通过四个支撑柱从天平伸出到风洞试验段内,再通过一个横向水平杆连接到车轮轴位置,对汽车进行固定。对于比例模型的风洞试验,也可以支撑到车辆底部的支撑硬点或其它的固定点。

支撑方式示意图

CAERI 视点:

由于中国汽车工业起步较晚,在自主技术研发能力上远远落后于国际先进水平,尤其是在汽车空气动力学领域。在2009年以前,中国尚没有严格意义上的汽车整车风洞,只能依靠航空风洞改造进行汽车空气动力学试验,这大大制约了中国汽车工业的发展,尤其制约了自主造型设计能力。

———— End ————

版权声明:

本文为中国汽研汽车风洞中心微信公众号“汽车风洞技术”编写文章,部分图片来源于网络,版权属原作者所有,如有侵权请及时与我们联系删除。

—————————————————————————————————————

   “汽车风洞技术”公众号,专注于汽车空气动力学、热力学、风噪、CFD分析工程技术应用!

   更多汽车风洞和汽车空气动力学相关内容,请关注微信公众号:AutoWindTunnel

   可扫下面二维码直接关注,更多精彩!

    原创不容易,请多多支持我们!您的关注是我们不断进步的动力!