风洞试验

航空业一直致力于提高性能,同时减少环境噪声和污染物排放。

了解飞机或任何其他飞行器的空气声学包括探索空气动力学噪声,即湍流流体运动和声压波动,即通过与表面相互作用的空气动力产生的外部噪声。

虽然飞行中测量很重要,但许多测试和模拟都是在风洞中进行的。航空航天和国防用风洞的主要类型包括亚音速、跨音速、超音速和高超音速风洞——主要区别在于试验段的速度。

喷气和发动机噪声显然是在风洞中测试的重要研究领域。此外,尽管该行业正在努力降低噪音,但起落架、襟翼、缝翼或其他高升力装置产生的机身噪音仍然是飞机声发射的重要因素。其他重要的测试包括声疲劳和冲击波噪声研究——可以在风洞中进行规模测试的重要参数。

这使得稳定流动条件下的风洞测试和噪声路径分析成为在整个航空航天飞行器设计、认证和运行过程中最小化振动和噪声的非常重要的组成部分。

然而,风洞测试通常涉及与测试项目的准备和风洞的操作相关的高成本,并且必须有效地执行,以充分利用有限的测试时间。

传感器的安装、拆卸、重新安装和验证对于确保轻松、高效且在预算范围内获得可靠数据至关重要。

由于测量边界层声压的复杂性,模拟空气声学仍然非常困难,通常需要多个验证和校正阶段。提升计算能力并结合GRAS的精密麦克风——允许进行风洞测试,帮助研究新的飞机概念,通过CFD模型的实验验证验证创新设计的性能,并在飞机实际飞行之前很久验证预测模型。

GRAS为测试风洞中的比例模型以及飞行测试提供了多种麦克风解决方案。

了解 全新 超薄精密 (UTP) 麦克风, 超小尺寸,高度仅有1 mm。

下载 气动声学测量麦克风 手册。

下载 湍流和边界层测量 白皮书。

解决方案


由于湍流和流动噪声(也称为边界层噪声)的随机行为,很难量化和理解这些现象。在航空航天、汽车和可再生能源行业的开发和测试阶段。因此,多年来,它一直是一个关键的关注领域——但受到一些现实的阻碍。

首先,由于传统的麦克风高度,实验测试被证明是不精确的。其次,传感器的安装、拆卸和重新安装是一个乏味且不太用户友好的过程。最后,在消声风洞中进行模拟和测试成本高昂,通常需要仔细规划和协调,因此非常耗时。

用于边界层应用的GRAS测量麦克风包括UTP 麦克风表面麦克风 以及 嵌入式麦克风 –可用于表面安装、“盲窗”安装、破坏性安装或金属丝网应用。

[Translate to Chinese (Simplified):] Schematic of UTP microphone, 48LA/LX-1.

UTP–超薄精密传声器

GRAS UTP传声器结合了GRAS测量传声器的高精度和可靠性,同时还坚固了具有最小湍流影响的极小尺寸(小于1mm)。UTP传声器具有独特的外形尺寸和易于安装的特点,专为中性冲击和高精度非常重要的现场边界层测试而设计。它们结合了电容式传声器的精度和极小的尺寸。所有LX版本都有TEDS。

 

> 高精度测量传声器

> 适用于低边界层测试和有限空间

> 快速安装和重新安装具有一致的几何形状

> 易于现场验证

> 宽线性频率范围

> 宽动态范围

[Translate to Chinese (Simplified):] Schematic of surface microphone, 40LS.

表面传声器

GRAS高精度表面传声器设计用于原位边界层测试,其中非侵入性安装是必要的。

因此,它们也非常适合在风洞中进行全尺寸物体的流动测试。

高度保持在2.5毫米,整流罩减少了自行产生的湍流。
 

> 高精度测量传声器

> 无创安装和轻微突出

> 集成前置放大器,具有即插即测功能(TEDS)

> 宽线性频率范围

> 宽动态范围

[Translate to Chinese (Simplified):] Schematic of flush-mount microphone, 47BX.

嵌入式传声器

这一系列声学传感器将GRAS测量麦克风的高精度和可靠性与将传感器安装在非常有限的空间和狭窄结构中的需求结合起来。

GRAS嵌入式传声器安装高度小于10 mm,几乎可以集成到任何设计中,而不会牺牲空气动力学特性。

 

>  高精度测量传声器

>  安装高度非常低

>  集成前置放大器,具有即插即测功能(TEDS)

>  宽线性频率范围

 宽动态范围

FAQ for Aviation Wind Tunnel Testing

What is wind tunnel testing?
Wind tunnel testing is a controlled experimental method where scaled models or full-size prototypes are exposed to simulated airflow to study aerodynamic forces, pressure distribution, and airflow behavior.

Why is wind tunnel testing important in aerospace?
Wind tunnel testing provides accurate aerodynamic data early in development, helping engineers optimize performance, reduce drag, improve stability, and validate computational models before flight testing.

What types of data are collected during wind tunnel tests?
Tests capture aerodynamic forces (lift, drag), flow visualization, pressure measurements, turbulence characteristics, and acoustic signatures to assess performance and identify design improvements.

How does wind tunnel testing improve aircraft design?
Wind tunnel testing reveals real airflow behavior, validates simulations, and identifies performance issues early, enabling engineers to refine shapes, reduce risk, and enhance efficiency and safety.