NASA开建新风洞

媒体滚动

在全尺度空气动力学综合体试验区的倾转旋翼机试验台,这是NASA为研究先进的旋翼叶片设计而开发的试验台。

火星科学实验室着陆系统的早期降落伞设计在国家全尺度空气动力学综合体风洞进行了测试。在宇宙飞船登陆火星或未来货运飞机在天空翱翔之前,它们必须经过设计并在风洞中进行严格测试。即使是客机,如各大航空公司使用的波音747喷气式客机,也要经过这样的测试。这些设施允许工程师在离地几英尺的地方“驾驶”飞机和航天器。美国国家航空航天局(NASA)使用这种设备已有100年的历史,现在终于要建造一个新的风洞了,这是该局40多年来首次为21世纪更新的风洞。NASA飞行动态研究设施(FDRF)将于2025年在弗吉尼亚州兰利研究中心启用。NASA的领导人认为,这将是制造未来航天器的关键所在。该机构计划利用新的风洞为人类飞往月球和火星的太空飞行做好准备,同时还将利用机器人执行飞往太阳系两个拥有厚重大气层的世界的任务:金星和土星富含甲烷的卫星土卫六。它也将是下一代地球飞行器的关键,NASA希望让这些飞行器更具可持续性,以实现到2050年净零排放的目标。风洞通常使用巨大的风扇将空气吹过一个静止的物体,以模拟空气在飞行器周围、上方和下方的运动。这样,工程师们就可以根据实验结果调整设计,使飞行器更稳定、更符合空气动力学原理。风洞是尝试新技术的安全场所,也是在人类跳上飞行器之前测试其安全性的关键步骤。它也是火箭和航天器的关键,工程师必须确保飞行器能够安全穿越行星大气层。兰利最近建造的风洞是国家跨声速设施,建于1980年。国家跨声速设施将继续运行,但FDRF将取代两个已有近80年历史的风洞:1939年建造的12英尺(3.6米)低速旋转风洞和1940年建造的20英尺(6米)垂直旋转风洞。在新设施中测试的飞行器将超出最初建造者的想象。在最近一次关于该项目的社区讲座上,NASA兰利首席工程师查尔斯·弗雷莫(Charles“Mike”Fremaux)开玩笑说:“我们已经有几十年没有测试过带螺旋桨的飞行器了。”NASA的第一个风洞是1921年在兰利建造的。它基本上就是一个装有大功率风扇的盒子。从那时起,该机构已经建造了40多个风洞,其中许多都有专门用途。有些很小,只能用于微型模型,有些则大到足以容纳整架喷气式飞机。每个风洞都能产生不同的温度、压力和风速,以模拟飞行器在现实世界中可能遇到的不同情况。有些风洞的风速超过每小时6437千米。许多著名的飞行任务都是在风洞中开始的。例如,“好奇号”漫游车的降落伞就是在加利福尼亚州NASA艾姆斯分局的国家全尺度空气动力学综合设施中进行的首次测试,而后它才在红色星球的大气层中膨胀开来。在过去几年里,NASA重返月球的“阿耳特弥斯”任务的关键部件,包括“猎户座”乘员舱和SLS火箭,都在风洞中进行了测试。与过去的设施相比,FDRF的新风洞将更加高效,从而降低成本。此外,这对进行风洞试验的工作人员来说也更加安全,因为过去他们在展开模型时有被吸入机器的危险。“一个非常熟练的技术人员将用手推出模型。这可不是开玩笑。”弗雷莫在演讲中说。过去,只发生过一些轻伤事故,大多数事故只是损坏了设施本身。但是,现在将有更多的防故障措施来最大限度地降低风险。它甚至可能为飞行汽车铺平道路,测试垂直起飞技术。这些想法尽管很遥远,但如果没有久经考验的风洞的帮助,它们将永远无法起飞。(航柯)
举报成功