揭秘NASA测试未来飞行器最重要设施：风洞

<article><section data-type="gallery"><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095645133.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="2010年3月，在弗吉尼亚州汉普顿美国宇航局下属的兰利研究中心，一名技术人员正准备打开通向跨音速风洞导叶的门。这个风洞是兰利研究中心几十个研究设施之一，建于1939年，一直运营到2004年，当时它按照“优化政府拥有的风洞”计划退役。在“跨音速”或超音速测试时，测试区域的空气时速可达240-1600公里之间。导叶形成了高近18米、宽25米的椭圆形，并按照45度角切割每个圆柱管。当空气穿过300多米的跑道式封闭管时，风洞另外三个角落里的类似叶片可帮助空气均匀地转动。如果没有导叶，空气就会沿着外面的曲线堆积，行成更加庞大的质量，就像湍急小溪里的水一样。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095645134.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1920年，美国国家航空咨询委员会(NACA)完成了它的第一个风洞设施，当时其仿照了英国的风洞设计。蜂窝状的开路进气设计确保了非湍流的气流稳定进入。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095645643.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="一架模型飞机正在一号隧道中进行测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095646462.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="这个2.4米高速风洞位于弗吉尼亚州汉普顿市NASA兰利研究中心641号楼中，从水中可以看到它的倒影。这个钢筋混凝土结构产生的风力可以达到1马赫。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095646879.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1932年7月，在NASA兰利研究中心的全尺寸风洞中，与实物大小的XSL-1侦察飞船正接受测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095647976.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1943年7月在艾姆斯研究中心建造的12米X24米风洞。建筑工程始于1941年底，庞大的建筑任务对新中心的资源造成了沉重负担。两年半之后，也就是1944年6月，这个风洞开始全面投入使用。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095648744.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1937年3月16日，兰利研究中心5.8米压力风洞正在建造中。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095648604.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1939年使用的1.5米自由飞行风洞。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095649671.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1938年4月29日，在644号大楼建造的3.6米低速风洞。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095649883.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1935年，在全尺寸风洞中，美国海军航空母舰阿克伦号(U.S.S. Akron)的1/40比例模型正在准备进行空气动力学测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095649984.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="兰利研究中心工程师查尔斯·齐默尔曼（Charles Zimmerman）发明了一种叫做“飞行煎饼”的东西，后被称为Zimmer Skimmer或V-173飞翼。这个概念是为美国海军设计的，以研发可用于舰载舰艇的垂直起降飞机。这是1941年11月28日的风洞测试中，XF5U“飞行薄饼”原型的视图。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095650996.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1943年，一名男子站在4.8米高速风洞风扇叶片旁。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095650817.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1943年7月，在艾姆斯研究中心，12米X24米风洞的施工视图，背景中可以看到飞行的飞艇。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095651117.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="摄于1944年6月9日的照片显示，6个直径12米的风扇竖立在艾姆斯研究中心12米X24米风洞里，每个都由6000马力的电动马达驱动，能够让气流保持每小时370公里的速度。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095651116.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1948年3月1日，加州莫非特菲尔德市NACA艾姆斯航空实验室4.8米风洞设施。 "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095651518.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1945年前后，2名男子坐在NACA飞机发动机研究实验室的高空风洞顶上。这个风洞是个巨大的矩形结构，多年来提供了实验室最高的风洞测试。这个风洞长80米，分为南北两条“腿”，东西长37米。风洞的西侧更大，直径为15.5米。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095652244.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1946年1月18日，兰利研究中心的全尺寸风洞出口锥体和风洞驱动风扇。每个风扇直径10.8米，由4000马力的电动机驱动。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095652432.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1949年8月7日，NACA艾姆斯研究中心的1.8米X1.8米超音速风洞压缩机，图中可以看到暴露的旋翼叶片。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095653638.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1948年，兰利研究中心的全尺寸风洞测试中出现了一个不幸的证据（在左下角）：一架直升飞机的旋翼被缠住，然后撞向风洞侧壁。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095653118.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="在兰利研究中心9米X18米的风洞测试之前，一名技术人员正在梯子上检查水星（Mercury）太空舱。水星计划早期的大部分工作都是在兰利研究中心进行的。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095654609.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1959年9月11日，在6米旋转风洞中进行测试的水星太空舱。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095654142.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1953年1月15日，一架在6米压力风洞内测试的瑞典式RF-84F喷气机模型。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095654555.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1961年3月3日，美国宇航局的Avrocar尾部安装在可变高度支柱上。Avrocar是由Avro Canada和美国军方共同研发的一种秘密实验性垂直起降飞机。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095655878.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="在艾姆斯研究中心12米X24米风洞中，一架Avrocar环状喷气垂直起降飞机俯视图。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095655229.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1962年3月23日，在国家跨音速风洞中，X-15模型应对冲击波测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095655657.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1962年，在2.1米X3米高速风洞中，Adv Arrow SST模型正接受测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095656657.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1969年1月16日，在德克萨斯州休斯顿的艾灵顿菲尔德机场，继月球着陆训练车发生碰撞事故后，Bell LLTV被从休斯顿送到兰利研究中心，在其10米X20米的全尺寸风洞中进行测试。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095656460.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="在艾姆斯研究中心的国家全尺寸空气动力学综合中心，24米X36米风洞驱动的风扇。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095657604.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1975年1月17日，在NASA兰利研究中心风洞中进行测试的超音速运输机模型。在20世纪70年代中期，这个10米X20米风洞被用来测试低速的模型。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095657584.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="在全尺寸风洞内测试时，F-18表面的气流肉眼可见。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095658293.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1975年，一架航天飞机模型风洞中进行测试。这次测试模拟航天飞机重新进入大气层时环绕的电离气体进行。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095658826.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1951年，玛丽·杰克逊(Mary Jackson)开始了她在NACA兰利纪念航空实验室西区计算部门的职业生涯，并向该组织的主管多萝西·沃恩(Dorothy Vaughan)汇报工作。在计算池中工作了两年之后，杰克逊收到了一份工作邀约，帮助工程师卡齐米耶兹·恰尔内茨基（Kazimierz Czarnecki）在超音速压力风洞中工作。恰尔内茨基为杰克逊提供了在该设施进行实验的实践经验，并最终建议她参加一个培训项目，这让她获得从数学家到工程师的晋升机会。在弗吉尼亚大学管理的课后课程中，学员必须参加研究生阶段的数学和物理课程。因为这些课程当时只有汉普顿高中提供，杰克逊需要得到汉普顿市的特别许可才能和她的白人同学共同上课。杰克逊完成了课程，获得了晋升，并于1958年成为美国宇航局第一位黑人女工程师。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095658953.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1980年，兰利研究中心的跨音速风洞鸟瞰图。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095659445.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1991年6月11日，在麻省理工学院/美国宇航局兰利研究中心6英寸磁悬浮和平衡系统的透明六边形测试区域，一架航天飞机模型正处于磁悬浮状态。低速(0.5马赫)风洞是用桃花心木手工制作的，测试模型上的空气动力是用电流触发的。这个系统是由麻省理工学院在60年代后期建造的，并在80年代中期被搬到了兰利研究中心。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/56/20180523095659446.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1983年，一名研究人员在结冰研究风洞中研究涡轮螺旋桨引擎机舱上的冰堆积现象。在最佳的云场中，引擎机舱被安装在它的侧面以使它的进气入口处于中心位置。弯曲的排气管道将空气吸入进气通道内，以确保适当的气流进入并环绕它。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/57/20180523095700199.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="1990年3月31日，在跨音速风洞修复过程中拍摄的照片。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/57/20180523095700492.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="在1996年关闭后，兰利研究中心的跨压力风洞于2011年被拆除。图中显示了一个带有测试单元的金属风洞电路。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/57/20180523095701537.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="2011年兰利研究中心拆除了640号楼和641号楼。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2018/0523/09/57/20180523095702169.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="美国宇航局兰利研究中心的研究人员利用各种工具和技术，在飞机和航天器设计的发展过程中了解更多知识。在这张图片中，由格雷格·加特林（Greg Gatlin）领导的工程师们正在4.2米X6.7米的亚音速风洞测试中，将荧光油喷洒在混合翼机身模型上。这种荧光油可以帮助研究人员“看到”空气流过模型时的流动模式。这些模式在决定诸如升力和阻力等关键的飞机特性方面至关重要。"></img></section><section data-type="text"><p>2010年3月，在弗吉尼亚州汉普顿美国宇航局下属的兰利研究中心，一名技术人员正准备打开通向跨音速风洞导叶的门。这个风洞是兰利研究中心几十个研究设施之一，建于1939年，一直运营到2004年，当时它按照“优化政府拥有的风洞”计划退役。在“跨音速”或超音速测试时，测试区域的空气时速可达240-1600公里之间。导叶形成了高近18米、宽25米的椭圆形，并按照45度角切割每个圆柱管。当空气穿过300多米的跑道式封闭管时，风洞另外三个角落里的类似叶片可帮助空气均匀地转动。如果没有导叶，空气就会沿着外面的曲线堆积，行成更加庞大的质量，就像湍急小溪里的水一样。</p></section></article>