[科普中国]-风洞风机

风洞是进行空气动力学试验的基本设备，而风机作为风源，所产生的流场在很大程度上影响了风洞试验的结果。传统风洞风机是由普通电机、齿轮箱、润滑冷却等系统及风洞洞体、风洞整流罩、整流导叶环和叶轮等组成，结构杂乱繁琐，制造装配工艺困难，体积大，耗材多，能源消耗大，污染环境1。

风洞运行时，维持气体流动的能量是由电机驱动轴流风机风扇而提供的。气流在风洞管道中的能量消耗，具体表现为压力降低。轴流风机的作用是提高气流的压力，当二者达到平衡时，风洞便能稳定运转。一般风洞的功率很大，要求轴流风机的效率也很高，否则会造成大量能量损失。而且在轴流风机效率不高的情况下说明轴流风机的工作状况不佳。这可能会产生较大的噪声，影响风洞的试验段各项性能指标。因此，轴流风机是风洞重要组成设备之一2。

高性能轴流风机的研制也是风洞研制中最为重要的组成部分。主要包含高效的气动性能、可靠的机械性能以及方便的维修性能。

随着科学技术的发展，空气动力学作为一门基础科学，已渗透到航空航天、地面交通、绿色能源、环境保护等诸多领域。

风洞被誉为航空航天飞行器的摇篮，没有一流的大型风洞就没有一流的航空航天工业。

在大型风洞轴流风机结构设计，其关键的是轴系的设计和叶片的研究，由于金属叶片尺寸大，重量较大，难以满足其结构设计要求，所以采用目前较先进的碳纤维复合材料叶片，目的是满足叶片强度、降低叶片质量、减小桨叶对轮毂的离心力作用；但目前，国内专门针对低速风洞轴流风机的碳纤维复合材料叶片研究较少。所以，大型低速风洞的研制首先要解决其轴流风机研制中的关键技术，才能保证大型低速风洞的研制成功。