Φ120mm高超声速静风洞 - 北京大学实验室与设备管理部.docxVIP

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Φ120mm高超声速静风洞-北京大学实验室与设备管理部

一、实验室概述

北京大学实验室与设备管理部下属的Φ120mm高超声速静风洞实验室是我国高超声速空气动力学领域的重要研究基地。该实验室自建成以来，已成功完成了多项国家级和省部级科研项目，为我国高超声速飞行器的设计与研发提供了强有力的技术支持。实验室占地面积约500平方米，拥有先进的实验设备和完善的实验环境，能够满足高超声速空气动力学实验的各种需求。

实验室的核心设备Φ120mm高超声速静风洞，是目前国内最大、性能最先进的高超声速风洞之一。该风洞的最大试验段直径为120mm，试验段长度为1.2m，能够模拟从马赫数2到马赫数6的高超声速流动。风洞采用电加热喷管技术，能够实现精确的温度和压力控制，确保实验数据的准确性和可靠性。实验室还配备了高速摄影系统、激光测速仪、热线风速仪等先进测量设备，能够对实验数据进行实时采集和分析。

自实验室成立以来，已成功开展了多项高超声速空气动力学实验，如高超声速飞行器头部激波结构、高超声速飞行器气动加热特性、高超声速飞行器控制面设计等。其中，针对某型高超声速飞行器的头部激波结构实验，通过精确控制风洞参数，成功模拟了飞行器在高速飞行过程中的激波结构，为飞行器头部设计提供了重要参考。此外，实验室还与国内多家科研院所和高校建立了合作关系，共同开展高超声速空气动力学领域的深入研究，为我国高超声速技术的发展做出了积极贡献。

二、设备简介

(1)Φ120mm高超声速静风洞是北京大学实验室与设备管理部的重要设备之一，专为高超声速空气动力学研究设计。该风洞拥有120mm直径的试验段，能够实现从马赫数2到马赫数6的高超声速流动模拟。风洞采用先进的电加热喷管技术，确保了实验过程中的温度和压力精确控制。

(2)该设备配置了高速摄影系统、激光测速仪、热线风速仪等多种测量设备，能够实时采集实验数据。高速摄影系统能够捕捉飞行器在高速飞行中的细微结构变化，激光测速仪和热线风速仪则用于测量风洞内的速度和温度分布。这些设备的集成使用，为高超声速流动的详细研究提供了有力保障。

(3)Φ120mm高超声速静风洞的控制系统采用计算机程序控制，实现了实验参数的自动调节和实时监控。风洞的试验段采用耐高温材料，能够承受高速飞行时的气动加热。此外，风洞的实验条件稳定，重复性好，为科研人员提供了可靠的研究平台。

三、实验流程与技术特点

(1)实验流程方面，Φ120mm高超声速静风洞的实验流程通常包括风洞调试、实验参数设置、实验数据采集和分析等几个步骤。首先，实验人员会对风洞进行全面的调试，确保风洞在最佳工作状态。调试完成后，根据实验需求设置相应的实验参数，如马赫数、攻角、压力等。在实验过程中，高速摄影系统、激光测速仪等设备同步工作，实时记录飞行器在风洞中的动态特性。例如，在研究某型高超声速飞行器头部激波结构时，通过风洞实验获取了飞行器头部在不同马赫数和攻角下的激波结构数据。

(2)技术特点方面，Φ120mm高超声速静风洞具备多项显著特点。首先，风洞的试验段直径较大，能够模拟较大尺寸的飞行器模型，提高了实验数据的代表性和适用性。其次，风洞采用电加热喷管技术，能够精确控制实验参数，如温度和压力，确保实验数据的准确性和可靠性。例如，在研究某型高超声速飞行器气动加热特性时，通过风洞实验，获取了飞行器表面温度分布和气动加热系数，为飞行器设计提供了重要依据。此外，风洞配备了高速摄影系统，能够捕捉飞行器在高速飞行中的细微结构变化，为分析飞行器气动特性提供了有力支持。

(3)在实验流程中，数据采集与分析是关键环节。实验人员通过对实验数据的分析，可以揭示飞行器的气动特性、激波结构、气动加热等方面的规律。例如，在研究某型高超声速飞行器控制面设计时，通过风洞实验和数据分析，实验人员优化了飞行器的控制面形状和布局，提高了飞行器的机动性能。此外，实验室还与国内外科研机构合作，共同开展高超声速空气动力学领域的交叉研究，推动相关技术的发展。

四、管理与维护

(1)北京大学实验室与设备管理部对Φ120mm高超声速静风洞的管理与维护工作非常重视，制定了一套完善的设备管理制度。该制度涵盖了设备的日常运行、定期检查、维护保养以及故障处理等多个方面。日常运行管理要求实验人员严格遵守操作规程，确保设备在安全、稳定的状态下运行。定期检查则由专业技术人员负责，每季度对风洞进行一次全面检查，包括设备性能、控制系统、实验参数等，确保设备处于最佳工作状态。

(2)在维护保养方面，实验室建立了详细的设备维护保养计划。计划中规定了设备清洁、润滑、更换易损件等具体操作步骤和时间节点。例如，风洞的喷管系统每半年进行一次深度清洁，以防止积碳影响实验精度。同时，实验室还配备了专业的维护工具和备件，确保在设备出现故障时能