中国风洞发展史（一）：风洞的由来

第一章：什么是风洞？谁发明的？

歼20出鞘，东方导弹问候太平洋，中国空间站建成顺利运营。。。这一系列的高科技成果的背后，都离开不了一个基础却极其复杂深奥的科学—流体力学！物体在空气流动下的状态非常非常复杂，而事实证明仅通过数学模型进行模拟，远远得不出和现实一致的结论。

这个时候仿真模拟就派上作用了：假设你要研究某种飞机飞到天上会发生什么情况，我们的模拟做法是将要这个飞机的试验体缩小n倍，然后创造和飞行状态周边一致的环境，然后模拟真实状态下的风（当然也是对应比例调整过）来吹，然后设置在这个模拟飞机上的感应器会采集在各种状态下对应的各种数据，修正后返还从而得出真实物体在真实状态下可能的真实情况！这个模拟试验就叫做风洞！

风洞试验是谁发明的？

这个人的名字是弗朗西斯·赫伯特·韦纳姆（E.Mariotte），是个英格利虚（English）。他在1867年提出了通过人工大气环境进行一系列试验的想法，并在1871年在英格兰格林尼治的佩恩海军工程工作室建成了世界上第一个风洞。

这个风洞是一个两端开口的木箱，截面45.7厘米×45.7厘米，长3.05米，虽然最大风速只有40英里/小时，产生的气流也不平稳，但它验证了一个当时非常重要的发现：小迎角可产生较大的升力，且远大于产生的阻力，即升阻比要比实际得到的要大很多，也就是后来为什么我们看到的飞机起飞时候，总是头部有些抬起的原因（下图可以看到微抬状态，下方向上的剪头就是空气的浮力）， 这个发现对航空技术的发展来说是极有意义的，它开创了空气动力学试验研究设备的新时代。

在弗朗西斯·赫伯特·韦纳姆发明风洞试验后，一件大事奠定了风洞试验的应用的里程碑：美国莱特兄弟（就发明飞机的那俩哥们）在1900年建造了风洞，他们通过风洞试验，对200多种机翼形状进行了测试和比较，用试验数据帮助他们改进飞机设计，并成功实现了世界上第一次动力飞行。

在此以后，苏联于1918年，列宁下令组建了国家空气动力研究机构——中央流体动力研究院，并任命茹可夫斯基担任院长，1921年研究院建成，风洞实验室投入使用。

法国于1942年，建立了莫达讷-阿弗里厄大型工业试验中心，作为法国航空航天研究院（ONERA）所属的大型风洞实验群，这是由由德国和奥地利的工程师共同设计。二战结束后，法军部队在奥地利发现该设施后对其进行拆解，并用火车运往法国重新组合。尽管距今已有70年历史，莫达讷-阿弗里厄中心的风洞性能依然排名世界前列。该中心共有S1MA、S2MA、S3MA和S4MA四座风洞，其中S1MA号称是世界上最大的超音速风洞，直径约24米，长约400米，其内部空间足以容纳一座网球场。这些风洞能够模拟从0.05到12马赫的飞行速度，得益于巧妙的送风道设计。因此，可以说莫达讷-阿弗里厄大型工业试验中心在建成时代表了当时世界上最先进的风洞实验室之一，并且在后来的几十年里，这些风洞的性能和规模依然位于世界前列，对航空航天领域的发展起到了重要的推动作用。

法国的“幻影”系列战斗机就是利用这个实验中心造出来的，而且一亮相就成为当时最先进的战斗机！其中，幻影III在20世纪60年代是唯一一款能够与美国F-104和F-4战斗机抗衡的单引擎战斗机。

由此，风洞实验室的水平可以说直接决定了一个国家空中力量的强弱成为一个共识，而当时的中国正处于抗战和解放战争时期，和国际上先进空军想相比，还是完全没开始起步的阶段，中国的风洞实验室何时开启，我们且看后面第二章详细分解！