从雷诺实验到当代“风洞”

时间：2014-07-07 10:10:10 物理故事收藏本文下载本文

　　1883年，物理学家雷诺在一根充满了自来水的长玻璃管里，注射进一种染了颜色的液体，速度可以适当调节。开始，液体缓缓流动时，看到的是一条与管轴平行的很细的直线；而当流速加快到一定程度时，这根有色水柱会突然激烈地扰动起来。雷诺把前者叫“流”，把后者叫“湍流”。雷诺的发现揭示了一条重要规律：流体（包括液体和气体）的运动特性，和它们的速度有密切关系。
　　从流体力学的观点看，飞机在空中飞行，等于是空气以相同的速度流向静止的飞机。所以，在现代技术条件下，当一架飞机的总体设计完成后，完全不必像当年发明飞机的先驱者们那样，直接到空中进行冒险的飞机试验了，只需把飞机的模型，放进一种用鼓风机做风源的“风洞”就行。这是由于“风洞”中的“人造风”速度与飞机的设计速度相等，因而当它吹过飞机模型后，经过必要的数字修正，就可精确地则算出未来那架飞机各个部分在空中所受的力有多大，性能是否良好。
　　但是，这种“人造风”吹过飞机时，由于没有颜色，因而人眼是无法看见的。于是，设计师们从雷诺实验中得到启发，把煤油通过均匀的喷嘴射进“风洞”，产生黑色或蓝色的“烟雾”，使空气流像飞机的“流线”，形象地显示出来。

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