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九大前沿科技之风洞试验机

作者: 伟思仪器 时间:2018-09-06 来源:未知
摘要:“风洞实验”由来已久,它是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分,在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用。随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风...

  风洞(wind tunnel),是能人工产生和控制气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动,并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备,是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。

  “风洞实验”由来已久,它是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分,在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用。随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等方面中也得到越来越广泛的应用。

  网球运动随着球拍科技的进步和球员力量的增强,使得球速越来越快。球在空中快速飞行时有怎样的特点,会受到怎样的力的作用?这就需要研究网球的空气动力学特性。将近10年前,风洞实验就已经进入了网球领域。

  从2001年开始,ITF(国际网球联合会)开始进行风洞测试,以确定网球的空气动力学特性。在位于英国伦敦西南罗汉普顿的ITF实验室里,就有一台风洞测试仪,它和F1各车队在设计和修改赛车形状时使用的风洞测试设备比较接近。

  ITF的风洞测试机,使用一台25马力(19千瓦)的风扇,能够产生时速高达160英里(257公里)的风速。风从风洞的前部被吸入,经过一系列的过滤装置,到达工作室,网球就被安置在这里。曲面的转向控制板使得空气在一定的空间内形成循环,然后由排气管排出。

  由于旋转对球在空气中的运动轨迹有着重要的影响,风洞中设置了能够让球产生旋转的特殊装置。称重传感器测量球在空中飞行时的受力情况,首先是水平方向的阻力,它会降低球速;其次是垂直方向的力,让球保持在空中飞行或接近地面,而这取决于上旋或下旋。

  风洞测试采集和处理出来的数据,能够反映出网球在空中飞行的规律,有利于厂家生产出更符合空气动力学原理的网球,球员也可利用不同的旋转,改变网球在空中飞行时的空气动力学特性,从而让球产生不同的飞行轨迹和落点,以此增加对手的回球难度。

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