[科普中国]-模型旋转中心

简介

在风洞试验段中，模型改变姿态角转动时所绕的点。

风洞试验简介流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法；而在昆虫化学生态学方面则是在一个有流通空气的矩形空间中，观察活体虫子对气味物质的行为反应的实验。

实验原理风洞一般称之为风洞试验。简单地说，就是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说，风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。至于我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处，那是历史原因造成的。1

风洞试验中，天平测量得到的模型气动力在转换到气流坐标系上时会因为模型迎角测量的误差引入模型气动力系数误差，而此误差在一些条件下可以占到总的气动力系数误差的25%。因此，准确的迎角测量技术是获得高精度气动特性试验数据的基础。风洞试验数据精确度的先进指标要求模型的阻力系数误差在马赫数Ma位于0.4～0.9的范围内时不超过0.0001，这就要求模型迎角的测量误差不能超过0.01°。

实验优点风洞实验尽管有局限性，但有如下四个优点：2

①能比较准确地控制实验条件，如气流的速度、压力、温度等；

②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便；

③实验项目和内容多种多样，实验结果的精确度较高；

④实验比较安全，而且效率高、成本低。因此，风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面，以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中，都有广泛应用。

姿态角定义通常说的飞行器姿态角是指机体坐标系与地面惯性坐标系之间的夹角，可用横滚角-roll、俯仰角-pitch、偏航角-yaw三个角表示。3

分类横滚角ϕ：飞机对称平面与通过飞机机体纵轴的铅垂平面间的夹角，右滚为正；

俯仰角θ：机体轴与地平面（水平面 ）之间的夹角，飞机抬头为正；

偏航角ψ：机体轴在水平面上的投影与地轴之间的夹角，以机头右偏为正。