风洞

风洞（Wind Tunnel）即风洞实验室，^[2]是一种管道状试验设备，能人工产生和控制气流，用以模拟物体周围气体的流动，并可观察和度量气流对物体的作用。它是根据相对运动原理建立的。风洞试验成本低，操作方便，安全可靠，是进行真实流动试验的首选。^{[1][4][5][6][7]}

1871年，英国人韦纳姆（F.H.Wenham）建成了世界上公认的第一个风洞，他利用该风洞测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。^[8][9][10]1901年，美国的莱特（Wright）兄弟为世界上第一架飞机的发明建造了风洞。^[8][9]1916年，真正现代意义上的风洞——普朗特风洞，在德国哥廷根大学建成。^[8]20世纪20年代前后至40年代，飞行器速度从亚音速跨越到超音速界限，大型跨音速风洞成为必备的基础性设施。^[11]1932年，瑞士阿克雷特建成了世界上第一座超声速风洞。^[11]1956年，美国建成当时世界上最大的跨超声速风洞。^[11]到了20世纪中叶，大量风洞相继出现。^[8]随着工业技术的发展，从20世纪60年代开始，风洞试验从航空航天领域扩大到一般工业部门。^[12]1962年，美国J.E.Cermak在科罗拉多州大学建成了长试验段的大气边界层风洞，^[8]从20世纪80年代开始，大气边界层风洞的模拟技术、特别是大尺度湍流的模拟技术有了较大发展。^[8]到2006年为止，全世界的风洞总数已达千余座。^[13]2012年，在中国中科院力学所钱学森工程科学实验基地，研制成功国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型激波风洞JF12，它也是世界最长的激波风洞。^[14][15]截至2022年，世界上已经有了很多规模非常大的风洞。^[5]2023年，中国科学院力学研究所的“爆轰驱动超高速高焓hán激波风洞（JF-22）”通过验收，其可以复现约30倍声速的飞行条件。^[16]

风洞的构成大致分为管道系统、动力系统和测量控制系统。^[3]风洞的类型有很多，根据不同角度有不同分类。^[17]风洞这种实验方法，优点是试验条件易于控制、流动参数可独立变化、不易受大气环境变化的影响、测量方便准确。^[3]缺点是试验数据的准确度受到多种因素的影响，难以满足全部相似准则，但可通过数据修正方法部分克服。^[3][18]此外，风洞实验段的流场品质，如气流稳定性、速度均匀性、方向均匀性、湍流度、轴向静压梯度等指标，必须符合一定的标准。^[19]现代风洞的发展趋势是进一步增加风洞的模拟能力和提高流场品质，消除跨音速下的洞壁干扰，发展自修正风洞。^[13]

利用风洞可以进行风洞基础性研究实验和工程性的实验。^[20] 风洞是进行空气动力实验最常用、最有效的工具，^[21]是飞行器研制中必不可少的设备，风洞的规模和完善往往反映航空航天科学技术的发展水平。^[13]它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，它在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等方面也得到越来越广泛的应用。^[1]

根据经典相对论原理，科学家常常会把运动视为静止，把静止视为运动，这样有助于他们分析和解决问题。^[5]为了研究空气阻力对飞机或汽车的影响，科学家通常研究与它们“相反”的现象，也就是运动的气流对静止状态下的飞机或汽车产生的影响。^[5]流体作用在物体上的升力、阻力和力矩以及压强分布的获得除必须的计算外，通常还需要通过实验的方法来获得。^[6]科学家在实验室安装了一个很大的空气动力管，使其产生一股强大的气流，^[5]然后再来研究气流对静止悬浮状态下的飞机或汽车模型的影响。^[5]虽然在现实情况下，空气是静止的而飞机或汽车是在空气中高速行驶的，但最后得出的实验结果与实际情况下的结果是一样的。^[5]

空气动力学实验（Aerodynamic Experiment）是进行空气动力学研究的一种主要手段。它通过实验设备，观察气体流动现象，测量气流与物体之间相互作用的物理量，并找出气体流动的规律。^[22]进行空气动力学实验可以采用有动力或无动力的模型在飞行条件下进行实验（飞行实验方法），也可以将模型固定在运动的携带设备上进行实验（携带实验法），或者将模型固定在风洞中并以一定的气流吹过模型来进行实验（风洞实验法）。^[21]

如果采用空气动力学实物实验（如飞机试飞和导弹实弹发射），虽然不会发生模型和环境模拟失真问题，但实验费用较大，实验条件难以控制。而如果选择模型实验，则模型实验采用与真实物体几何相似的模型，在人工控制的条件下进行（为使模型实验结果能够应用于实际情况，需使绕模型和绕实物两种流动相似，一般地说，雷诺数^[注1]和马赫数是模拟的主要相似参数）。^[22]

风洞实验就是根据运动的相对性原理，用人工产生完全可以控制的气流，流过静止的模型来进行观察和测量的一种实验方法。^[7]风洞试验成本低，操作方便，安全可靠，是进行真实流动试验的首选。^[4]它是进行空气动力学实验的主要方法。^[21]参与实验的风洞则是一种按一定要求设计的管道装置，该管道借助于动力装置产生可以调节的气流，在被称为实验段的地方能够模拟或基本上模拟实物在大气流场中的情况，以供各种空气动力实验使用。^[21]在进行风洞试验时，需要满足流体力学相似理论的要求；因为风洞尺寸和动力的限制，在一个风洞中不可能模拟所有的相似参数，通常需要选择一些影响最大的相似参数进行模拟。^[23]

1871年，英国人韦纳姆（F.H.Wenham）建成了世界上公认的第一个风洞，它是一个两端开口的木箱，截面为45.7cm×45.7cm，长3.05m。他利用该风洞测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。^[8][9][10]1900年，美国的莱特（Wright）兄弟建造了截面40.6cm×40.6cm、长1.8m的风洞，气流速度为40～56.3千米／小时，^[24]风速为11～15m/s，为世界上第一架飞机的发明做出了贡献。^[8][9]1909年，法国工程师G.Eiffel建造了一座开口直流式风洞，并结合大量风洞试验对风洞结构形式进行了改进，因此后来人们将直流式风洞称为埃菲尔型风洞（Eiffel-type wind tunnel）。^[8]真正现代意义上的风洞是1916年建于德国哥廷根大学的普朗特风洞。该风洞采用回流式构造，试验段截面2.2×2.2m，在拐角处安装了导流片使空气在封闭的回路内运行；此外还在试验段的前端增加了收缩段，从而使试验段的流场更加均匀。^[8]

20世纪初，风洞用于飞行器研制。^[22]风洞的大量出现是在20世纪中叶。^[8]20世纪20年代前后至40年代，因为两次世界大战对武器装备研制提出了迫切要求，世界风洞建设也得到突飞猛进的发展。美国、苏联、欧洲在飞行武器研制上的一次又一次突破，几乎都是从风洞试验开始的。^[22]当飞行器速度从亚音速跨越到超音速界限时气流流动状态会发生质的变化（航空航天史上许多飞行事故就是在这种跨音速状态中发生的），大型跨音速风洞就成了研究先进航空航天器必须具备的基础性设施。1932年，瑞士阿克雷特为了试验炮弹的气动力作用和研究超声速流动，建成了世界上第一座超声速风洞，试验段面积为0.4m×0.4m，马赫数（风速与声速之比）为2。1956年，美国建成当时世界上最大的跨超声速风洞，试验段面积4.88米×4.88米，马赫数0.8~4.0，功率为16.1万千瓦。1958年，美国航天局建成试验段直径0.56米，马赫数高达18~22的高超声速风洞。（数据截至2004年）^[12][11]

早在1930年左右，英国国家物理实验室（NPL）就曾利用航空风洞研究了风对建筑物和构筑物的影响，指出在风洞中模拟大气边界层湍流结构的重要性。^[8]到20世纪50年代末，丹麦M.Jensen对于风洞模型相似律问题作了重要阐述，认为风洞必须模拟大气边界层气流的特性。^[8]1962年，美国J.E.Cermak在科罗拉多州大学建成了长试验段的大气边界层风洞^[注2]，该风洞试验段尺寸为1.8×1.8×26m，最大风速36m/s，可调整温度、湿度、地面粗糙度和轴向静压梯度，用于研究大气边界层的流动特性和建筑风压。^[8]1965年，加拿大A.G.Davenport在西安大略大学建造了一座直流开口式风洞，总长度33m，宽2.4m，高2.1~1.5m，最大风速15m/s。^[8]这些大气边界层风洞的建成，标志着人类对风工程有了专门的模拟试验研究设备。^[8]

随着工业技术的发展，从20世纪60年代开始，风洞试验（主要是低速风洞）从航空航天领域扩大到一般工业部门。各行各业的发展越来越需要空气动力学和风洞试验的参与。例如，对小汽车模型进行风洞试验，合理修改形状可使空气阻力减小很多。对建筑物模型进行风载荷试验，从根本上改变了传统的设计方法和规范，大型建筑物如大桥、电视塔、大型水坝、高层建筑群等，已规定必须进行风洞试验。对于大型工厂、矿山群，也要做成模型，在风洞中进行防止污染和扩散的试验。为此，许多“大气边界层风洞”应运而生。^[12]当时，世界各大汽车公司和有关机构开始建立自己的风洞试验室。如大众汽车公司的多用途风洞实验室可模拟多种环境条件下的汽车风洞实验，空气温度可在-30~45℃调节，湿度为5%~95%，最大风速为180km/h。^[25]

1975年英国建成了一座低速压力风洞，试验段面积为5m×4.2m，风速95~110m/s，压强达3atm（3个大气压），功率为1.4×104kW，试验雷诺数8×106。^[12][11]

从20世纪80年代开始，大气边界层风特性的模拟技术、特别是大尺度湍流的模拟技术有了较大发展。^[8]为了提高风洞实验的雷诺数（描述空气等黏性流体流动状态的无量纲数)，1980年美国国家航空和航天局（NASA）在Ames研究中心将一座旧的低速风洞改造成为当时世界上最大的全尺寸风洞，它可以直接把原形飞机放进试验段中吹风，试验段面积为24.4m×12.2m，风速达150m/s，功率为1×105kw。^[8][12][11]在20世纪80年代，美国兰利中心还建成一座低温风洞即国家跨音速设备(NTF)，以氮气（氮气凝固点低，适于低温下工作）为工作介质，采用了喷注液氮的技术，用以降低实验气体温度，从而使风洞实验的雷诺数达到或接近飞行器的实际飞行值，其温度范围为340~78K，压强可达9atm（9个大气压），试验段面积为2.5m×2.5m，马赫数为0.2~1.2，雷诺数高达120×106，是雷诺数最高的大型跨音速风洞。^[13][12][11]同时代，在日本筑波建造了世界上最大的用于桥梁设计的风洞，其试验段截面尺寸为41m×4m，1998年竣工的日本明石海峡大桥（世界最大的悬索桥）和1999年竣工的日本多多罗大桥（世界最大的斜拉桥）都在这里进行了测试，后由于维护费用过高而被拆除。^[8]1991年，法国建成世界最大的模拟气候风洞。^[11]

到2006年止，全世界的风洞总数已达千余座。^[13]世界上最大的低速风洞是美国国家航空航天局艾姆斯中心的国家全尺寸设备(NFSF)，实验段尺寸为24.4×36.6米2，足以实验一架完整的真飞机；雷诺数最高的大型跨音速风洞是美国兰利中心的国家跨音速设备(NTF)。^[13]截至2022年，世界上已经有了很多规模非常大的风洞，不仅可以放下缩小后的模型，还可以放下实际大小的带有螺旋桨的飞机或中等大小的汽车。^[5]而且，在风洞中空气的速度甚至可以达到音速。^[5]现代最大的高马赫数、高雷诺数气体活塞式风洞还配有先进的测量显示仪器和数据采集处理系统。^[13]尤其是计算机在风洞中的广泛使用以及计算空气动力学的发展，大大提高了风洞的实验能力。（数据截至2006年）^[13]

中国的风洞建设从20世纪30年代开始起步，1934年清华大学航空航天系自行设计了中国第一座中型低速风洞。^[8]1934至1935年，国民党政府依靠外国资金、器件和技术，与意大利4家公司在南昌合办中央南昌飞机制造厂，仿制意大利式飞机，并在南昌建成当时中国最大的风洞实验室。^[26]

1955年在哈尔滨建成了新中国第一座低速风洞，在周培源、钱学森和陆士嘉等科学家的关心下，1958年在北大建成中国最早的2m以上口径的生产科研性风洞，也是当时唯一能进行飞行器型号试验的风洞。^[3]由于历史原因，中国直到20世纪60年代中叶，风洞这种十分重要的国防科技设施才大规模地开始建设。^[22]1960年，中国首座超高音速风洞FL-1在沈阳空气动力研究所投入使用，数以百计的产品在这个风洞进行了无数次实验。^[27]1965年，郭永怀在四川组建了高速空气动力研究机构，3年后，他又领导组建了中国空气动力研究与发展中心，这是比欧美更早组建的具有一定规模性的风洞实验室。^[27]1974年孙天风教授利用北大风洞进行了大气边界层气流的风洞模拟试验，是中国国内首次利用大型航空风洞开展的风工程（非航空的工业空气动力学）研究。^[8]1977年中国在绵阳建成亚洲最大的低速风洞群。^[8]1988年9月至12月，中科院院士俞鸿儒先生在亚琛工业大学激波实验室参加“高超声速、高烩流动”专题研究，完成爆轰驱动的原理性实验，成功发展成反向爆轰驱动技术。^[14]20世纪80年代至90年代，广东省建筑科学研究院、同济大学、汕头大学和西南交通大学相继建成了用于建筑和桥梁试验的大气边界层风洞，标志着中国的风工程研究有了自己的专用设备。^[8]

1992年，西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室立项成立，并于1996年建成投入运行。^[28]该实验室是中国唯一专门从事飞机翼型和发动机叶栅研究的实验室。^[28][29][30]

1994年5月26日，中国国家重点工程、亚洲最大尺寸试验段跨声速风洞在四川绵阳中国空气动力研究中心奠基。^[27][31]1997年12月20日，风洞建成通气试车成功，标志着中国拥有了世界级高速风洞，跨声速空气动力研究试验能力跨入世界先进行列。^[31]在这个风洞中，中国完成了歼10和飞豹系列的设计制造。^[27]1998年，俞鸿儒先生和赵伟、林建民等建成国际上首座爆轰驱动激波风洞JF10。^[14]

2000年以来，中国的边界层风洞建设进入蓬勃发展期，长安大学、湖南大学、大连理工大学、中国建筑科学研究院、哈尔滨工业大学、石家庄铁道学院、华南理工大学、浙江大学、北京交通大学等机构相继建成一批各具特色的风洞实验室，极大地推动了中国的风工程研究，并为众多大型复杂工程的设计建造提供了有力支撑。^[8]2005年9月17日，中国空气动力发展与研究中心设计建造的中国第一座大型立式风洞建成通气试车成功，居于国际领先地位。^[31][32]截至2006年，中国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞。^[33]

2009年9月19日，中国第一个专门用于汽车研发的汽车风洞——上海地面交通工具风洞中心在同济大学建成使用。^[34]

2012年，在中科院力学所钱学森工程科学实验基地，研制成功国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型激波风洞JF12，它也是世界最长的激波风洞，可模拟9马赫高超飞行状态，^[14][15][27]为中国东风-17超高音速导弹（最大速度可达到10马赫）的设计试验提供了保障。^[27]

2016年5月，中国空气动力研究与发展中心建成每秒千万亿次级计算机系统并正式投入运行，极大提升了中国计算空气动力学能力。^[35]

2023年，国家重大科研仪器研制项目“爆轰驱动超高速高焓激波风洞”（JF-22超高速风洞）结题验收会议在中国科学院力学研究所怀柔园区召开。该风洞位于怀柔科学城，其技术属中国独创，该项目从2018年正式启动，研制周期为5年。此次验收会议上，专家组一致同意通过验收，并评价该风洞在有效实验时间、总温、总压和喷管流场尺寸等综合性能指标方面处于国际领先水平。^[16][27]JF-22超高速风洞总长167米，喷管出口2.5米，实验舱直径4米，实验气流速度范围3至10千米每秒，实验时间达到了100-130毫秒，它可以复现40至90公里高空、速度最高达每秒10公里、相当于约30倍声速的飞行条件。^{[注3][16][27][36]}JF-22风洞覆盖了从航天到航空一直到探测器的整个范畴，具有很大的应用领域。^[36]其能够揭示由分子解离主导的复杂介质超高速流动规律，可有力支撑中国天地往返运输系统和超高速飞行器研发，对于推动气动学科发展、提升中国宇航高技术研发能力具有重大意义。^[16]自此，“JF-22”与“JF-12”共同构成唯一覆盖临近空间飞行器全部飞行走廊的地面实验平台。^[16]

在实验流体力学中，风洞是进行模型实验的最重要的设施之一。利用风洞可以进行多方面的研究工作和进行广泛的实验项目，大约可归纳为两大类。^[20][37]

利用风洞对空气动力学及流体力学的一些基本流动规律进行研究。例如，研究各种翼型的气动力特性及以海上钻井平台为背景的双柱或多柱绕流等实验。这类基础性研究工作为提出和修改力学模型及数学模型提供了有力的依据，实验流体力学、理论流体力学和计算流体力学互相配合，推动了流体力学学科的发展。^[20]

利用风洞进行飞行器或其他部件的升阻力实验、压力分布实验、颠振实验等。以确定飞行器的气动力特性，为飞行器的气动力设计提供科学的依据。因此，风洞是飞机、弹箭等飞行器气动布局与设计不可或缺的大型科研设备，风洞实验对于航空航天事业的发展起了很大的作用。^[20][38]

风洞不仅在航空航天工程的研究和发展中起着重要作用，而且在非航空航天方面，风洞的用途也越来越广泛。^[20]随着工业空气动力学的发展，其在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等领域也得到了越来越广泛的应用。^[39]尤其是低速风洞在民用方面应用非常广泛，可用于高铁、汽车、桥梁、建筑、风力发电机等民用设施的风阻及强度测试研究，也可用于飞机起飞和降落时气动特性研究等。^[38]

可在风洞中进行高层建筑物、高大烟筒、电视塔、桥梁等风力载荷（包括动载）以及各种交通工具（汽车、火车）的气动阻力和稳定性测量的实验。另外,还可以在风洞中进行防风林带布置的模拟实验。^[20]

可在风洞中进行通风机械的性能和翼栅气动特性实验。^[20]如叶片的机械性能的试验以及进行风力发电的研究。^[37]

可在风洞中进行污染源（如烟筒）的合理布局的模拟实验。^[20]可研究大气的污染等问题。^[37]

在体育训练领域中，“风洞”的使用非常普遍，^[40]常用于研究体育运动器材及其他物体的空气动力特性。^[41]

随着风洞技术的发展日臻成熟，风洞技术也被应用于寓教于乐的娱乐项目中，产生了现在所说的娱乐风洞。^[42]空中悬浮运动源于立式风洞的理念，高科技与惊险、刺激的娱乐相结合，即通过人工制造和控制气流，把游客在一个特定的空间内“吹”起来，让人不仅可以体验太空飘忽的感觉，同时，还可以直观的了解空气动力学知识和风洞实验技术。^[42]

空中悬浮运动是拉脱维亚人利用先进技术进行创新的成就，它设计新潮，可用于体育和娱乐。^[42]空中悬浮运动曾受邀参加了2006年都灵冬季奥运会开幕式的表演，受到了观众的热烈欢迎。而2010年上海世博会上的风洞演出则是空中悬浮运动首次涉足中国。^[42]风洞是该次上海世博会拉脱维亚馆的重要展出部分。通过这个先进技术，参观者既可以模拟也可以真正地飞起来。^[42]

由于渔具构件的拖网网板，其作用原理和模型试验方法与飞机机翼完全相同，有关原有网板等构件的空气动力学参数的测定，以及新网板的设计研究，均持续不断地应用风洞进行试验，取得了较大的成效。随着科学技术的进一步发展，有关渔具和构件模型的风洞试验范围、内容和方法，还将继续发展。^[43]

风洞可作为人为模拟农作物生长环境的物理模型，它允许对某一个环境条件进行人为控制，诸如温度、湿度、风速、光强度和化学气迹等变量因素，这些变量的因果关系在风洞中要比在田间更容易获得。但是，风洞不可能产生田间的气迹空间和多变复杂的环境条件，所以风洞的结果不能完全符合田间的实际情况，它对环境只是一种近似或模拟。^[44]

风洞的类型有很多，根据不同角度可有不同分类。^[17]

风洞按试验段截面当量直径（d）分为大型（d>4m）、中型（1.5m<d<4m）及小型（d<1.5m）。^[3]

根据风洞实验段的气流速度，可以分为低速风洞、高亚声速风洞、跨声速风洞、超声速风洞、高超声速风洞、高焓量高超声速风洞6种。^[17]

低速风洞的应用极其广泛，各类飞行器都需要在低速风洞中进行实验。^[45]低速风洞实验段中气流速度一般小于100m/s(Ma＜0.3）。^[17]

低速风洞按构造分为直流式和回流式两种基本形式。^[17][3]按照实验段结构的不同又可分为开口风洞和闭口风洞，其截面形状有矩形、圆形、八角形和椭圆形等，长度视风洞类别和实验对象而定。^[21][45]世界上大多数风洞是回流式的（数据截至2021年）。^[21]

直流式风洞又称开式风洞，它直接从大气中吸进空气，然后再排到大气中去。^[46]

直流式风洞的优点是占地少，造价低，特别是进行垂直短距起落飞机实验时产生的大的横向流变化不会带入回流，发动机可在清洁的空气中运转，不存在冷却问题等。^[21][3]缺点是噪音大，实验段的压强低于洞外大气的压强，易受外界干扰（指进、出气口在室外的大型直流式风洞，如果不采取措施，会受到阵风、雨雪和异物等的影响）。^[21][3]

直流式闭口实验段低速风洞是典型的低速风洞。^[47]在这种风洞中，风扇向右端鼓风而使空气从左端外界进入风洞的稳定段。稳定段的蜂窝器和阻气网使气流得到梳理与和匀，然后由收缩段使气流得到加速而在实验段中形成流动方向一致、速度均匀的稳定气流。在实验段中可进行飞机模型的吹风实验，以取得作用在模型上的空气动力实验数据。这种风洞的气流速度是靠风扇的转速来控制的。^[47]

直流式（开式）风洞一般由进气口、稳定段、收缩段、试验段、扩散段、风扇及其驱动装置和排气口等组成。^[46]

下图是以针对风沙运动研究的直流吹式风洞（直流吹式风洞的组成包括动力段、整流段、收缩段、试验段和扩散段五部分）。^[48]

回流式风洞又称闭式风洞，它有连续的空气回路，气流通过试验段后，经过迁回路线再循环返回到进气口。^[46]回流式风洞实际上是将直流式风洞首尾相接，形成封闭回路。气流在风洞中循环既节省能量又不受外界如阵风、旋涡等的干扰影响，温度可得到控制，并减少对外界噪声的排放，具有良好稳定的流场品质。^{[21][47][3][45]}

此外，还有一种半开式回流风洞，例如著名的英国MIRA整车风洞和意大利Pininfarina整车全能风洞都采用了这种形式。这类风洞类似将开式风洞“罩”在一个大建筑物内，它能隔离室外的影响，兼有开式与闭式两种风洞的优点，并有利于降低建造风洞的投资和提高土地利用率。^[46]

回流式（闭式）风洞则由稳定段、收缩段、试验段、回流道、扩散段、拐角导流片、换气装置、风扇及其驱动装置和气流冷却装置等组成。半开式回流风洞的回流道则由在建筑物边墙和风洞之间的侧边通道构成。^[46]

直流式（开式）风洞要求风扇电机提供全部所需功率，而回流式（闭式）风洞空气流的一部分动能得到回收，风扇电机只需补充回路中损失掉的那部分能量，因此风洞效率较高。与直流式（开式）相比回流式（闭式）风洞还有不受外界环境和气候影响等优点。但由于建造这种风洞投资巨大且需要对循环空气进行冷却，使得总的风洞效率有所下降。^[46]

低速风洞按照用途来分类，主要有以下几种：二维风洞（二元风洞）、三维风洞（三元风洞）、低紊流度风洞、变密度风洞、尾旋风洞、阵风风洞、自由飞风洞、结冰风洞和垂直短距起落实验风洞、烟风洞以及专门用于汽车空气动力实验的汽车风洞等。^[6][21]

二维风洞主要用于研究翼型的空气动力特性，其主要特点是实验段横截面呈长方形，高度为宽度的2.5~4倍。长方形的实验段截面形状使得翼型模型两端可以与实验段侧壁相贴合，最大限度减小模型与风洞洞壁处三维的展向流动，并保证模型展向中心位置处保持不小于50%的二维流动区域。^[21]

三维风洞对实验段横截面的高度和宽度比例没有特殊要求，可进行各种模型的三维实验，用以测量作用在模型的空气动力和表面或空间流场的压强分布等，是应用范围较为广泛的一种风洞。对于要做旋成体实验的此类风洞，通常要求高度和宽度相当；对于要做固定翼飞机实验的此类风洞，通常要求宽度大于高度。^[21]

低湍流风洞实验段气流的原始紊流度很低，接近高空大气中的紊流度。低紊流度风洞中的原始紊流度可低于0.08%（高空大气中的紊流度约为0.03%，一般风洞中的原始紊流度可能达到0.2%～2%）。低紊流度风洞主要用于研究受紊流度影响较大的流动，例如进行附面层特性研究及其控制、漏流模型的验证等。这类风洞可以是二维的或三维的，结构上的特点是采用大的收缩比，在稳定段中安装了多层整流网。通常，低紊流度风洞的紊流度是可调的，一般通过增加和减少整流网的数量来实现。^[21]

变密度风洞中气流的密度可人为改变，从而获得不同的雷诺数。改变气流密度的方法，可采用比空气密度大的气体作为风洞工作介质，也可以采用增压、风洞形式，通过改变气流总压的方法来改变密度。前者因采用的气体价格昂贵，而且比热比可能与空气不相同，故一般不采用。增压风洞是最常见的变密度风洞。^[21]

尾旋风洞供研究飞机尾旋飞行特性之用，主要以自由飞方式研究飞机尾旋的发展和如何改出尾旋，其实验段气流的方向由下而上，速度大小要使模型尾旋时保持既不上升又不下降的悬停状态，以便观测改出尾旋的情况。为使尾旋模型保持在实验段中心附近，实验段中心处气流速度比边缘低5%~10%，即实验段横截面上的速度分布呈碟形。^[21]

阵风风洞又称为突风风洞，这种风洞可以产生模拟阵风的人工气流，通过模型实验研究飞机飞行中适应自然阵风能力的特种风洞。阵风风洞较为少见。^[21]

自由飞风洞可以允许模型在实验段气流中进行自由飞行。低速自由飞风洞一般是直流式的，其特点是气流方向和速度大小均可迅速调节，以模拟各种动态飞行状态。模型可带动力，也可不带。模型的操纵面偏角由洞外遥控操纵。实验时使用高速摄影机记录，可得到模型的操纵性和稳定性资料。^[21]

飞机在特定空域穿越冷暖气流，机身上附着的水分就容易结冰。而结冰对飞机的安全影响很大，除能改变飞机质量外，最主要的危害是会改变飞机关键部位的形状，造成升力不足。研究表明，只要机翼的翼前缘有半寸结冰，就足以使飞机损失约50%的升力，并增加相同数量的阻力。因此，在普通情况下2min的结冰就可能造成机毁人亡。结冰风洞就是在上述研究需求下产生的。此风洞主要用于研究飞行中的物体上或寒风中的构筑物上结冰及其排除方法，其特点是在稳定段前装有冷却器，稳定段中装有喷雾器，以便在实验段中模拟真实流场中的结冰条件。^[21]

研究飞机以机翼变向的方式实现短距起落的风洞。^[49]

烟风洞也是一种低速风洞，用于形象地显示环绕实验模型的气流流动情况，使观察者能够清晰地看出模型的流线形状和流线谱，为了看得更清楚或便于摄影，风洞实验段后壁常漆成黑色，并用管状电灯照明。^[6]

应用于汽车领域，专门用于汽车空气动力实验的风洞称为汽车风洞。^[21][39]汽车风洞与航空风洞有所不同，比如，汽车主要是在陆地上行驶，因此汽车风洞要充分模拟地面附面层的影响，而航空风洞则要通过各种方式消除风洞洞壁效应的影响。^[21]

分类

模型尺寸

按试验模型尺寸大小可分为全尺寸风洞和模型风洞。试验模型（1：1）或真车的风洞称为“全尺寸风洞”，试验缩比模型或零部件的较小尺寸的风洞称为“模型风洞”。日本和俄罗斯多采用1：5比例的模型；欧美国家多采用1:3或1:4比例的模型。目前，全世界有30多座可用于全尺寸汽车试验的风洞。（数据截至2022年）^[39]

功能不同

汽车风洞包括全天侯风洞（环境风洞或气候风洞）、声学风洞和气动力风洞等。^[21]近年新建的风洞，都是气动-声学风洞，或气动-环境风洞，甚至气动-声学-环境风洞，这类风洞又称为多用途风洞。（数据截至2022年）。^[21][39]

出口断面积

根据出口断面积分为三种：第一种为出口断面积小于10m2的风洞，其中包括模型风洞和环境风洞；第二种为出口断面积10～30m2的风洞，该种风洞可进行轿车、微型车等实车或模型的空气动力学试验。第三种为出口断面积30m2以上的风洞，可进行从轿车到中型载货汽车以及公共汽车的实车风洞试验。^[50]

作用

汽车风洞试验的目的在于得到准确反映汽车行驶状态时的空气动力特性数据，主要研究下述4个方面的问题：^[39]

①研究汽车空气动力特性，即汽车的气动阻力特性和操纵稳定性等。^[39]

②研究汽车各部位的流场特性，如雨水流动的路径、污垢附着的作用原理、风噪、车身覆盖件的颠振、风窗玻璃上的作用力及刮水器上浮等。^[39]

③发动机冷却气流的进气和排气特性。^[39]

结构形式

汽车风洞的基本结构形式有4种：直流闭式、直流开式、回流闭式、回流开式。^[39]

此外，将开式风洞建在大型建筑物内，可隔离室外的影响,兼具开式与闭式风洞的优点，此种风洞被称为“回流半开式风洞”。例如，中国汽车工程研究院股份有限公司（CAERI）的汽车风洞。^[39]

风洞气流Ma的范围是0.3≤Ma<0.8，从外观上看，与低速风洞没有很大区别，基本上是回流式，大多采用两级以上轴流式风扇。^[17]

风洞气流Ma范围为0.8≤Ma＜1.4，其显著特点是工作段必须是双层的，外层与大气隔绝，内外层间的压力可以调节，另外内层壁面上开有孔或槽，一方面消除模型在跨声速时所产生的激波反射现象，另一方面用来防止低超声速时不能工作。^[17]

风洞气流Ma的范围为1.4≤Ma<5.0，为节省动力，一般为暂冲式，采用下冲或抽吸的方法造成较高的压力比。^[17]

不同于低速风洞，要获得超声速气流必须满足两个基本条件：要有收缩-扩张型喷管（拉瓦尔管），要改变实验马赫数就要改变喉部截面与喷管出口截面之间的面积比；稳定段压强与扩压段出口的压强之比要足够大，且随实验马赫数增大而增大。当气流膨胀到超声速时，温度急剧下降，空气中的水汽会在实验段中发生凝结，因此超声速风洞使用的必须是经过干燥处理过的气体。此外，在超声速风洞中，特别是当马赫数较高时，一般都要用一种超声速扩压段；对于同样尺寸的风洞，超声速风洞所需要的驱动功率要比低速风洞大很多。^[21]

超声速风洞的发展动向，是改善现有风洞的性能，提高测量、控制的技术水平。为了研究超声速飞行时的减阻技术等，还须兴建低紊流和低噪声的超声速风洞。^[21]

超声速风洞最早出现在20世纪20年代，世界上许多大型超声速风洞是在20世纪50年代建造的，例如1956年前后建成的隶属于美国空军的世界上最大的超声速风洞（4.88m×4.88m，Ma=1.5~4.75）。（数据截至2021年）^[21]

一般认为风洞实验段尺寸等于或小于0.6m左右者属于小型超声速风洞。^[21]

一般认为风洞实验段尺寸为1m左右者属于中型超声速风洞。^[21]

可像一般低速风洞那样连续工作，实验条件易于控制，实验不受时间的限制，但驱动功率要比间歇式超声速风洞大很多，而且还要解决连续运转所带来的高温、噪声等技术问题，因此建造成本往往非常高。^[21]

又称暂冲式超声速风洞，按产生压强比的方式不同，又可分为吹气式、吸气式、引射式、吹-吸式和吹-引式等类型。吹气式最为多见。^[21]间歇式超声速风洞所需动力设备功率比连续式超声速风洞相比要小得多，一般是连续式风洞所需功率的1/15～1/10，因而歇式风洞的建设费用也要比连续式风洞低很多。^[21]

风洞气流Ma的范围在5.0≤Ma<10，这类风洞需要高压气源和真空罐，由于气流在加速过程中膨胀得极为厉害，使实验段气流的静温极低，需要装有空气加热器，预先提高收缩段的气体温度，以防止空气液化。^[17]高超音速风洞依加热原理和用途的不同有多种型式。^[13]暂冲式常规高超音速风洞较为典型，它很像常规的超音速风洞。其他型式的风洞有激波风洞、炮风洞、热冲风洞、长冲风洞、气体活塞式风洞、电弧风洞等。^[13]

风洞气流Ma的范围为Ma≥10，其利用氧氢燃烧产生高压来压缩空气而产生激波，激波后的高温高压气体再经拉瓦尔喷管膨胀加速后产生极高速的气流。这类风洞的Ma高达20，但实验段空气极为稀薄，相当于极高速的洲际导弹在高空飞行状态。^[17]

按建造材料可分为钢结构与钢-混凝土混合结构。钢结构的优点是制作安装快，质量轻，无沉降，易改动；缺点是成本高，振动噪声大。钢-混凝土混合结构优点是可减小噪声和振动，混凝土部分可置于厂房外；缺点是几乎不可改动（混凝土部分）。^[3]

风洞可以采用别的特殊气体或流体来代替空气，用压缩空气代替常压空气的是变密度风洞，用水代替空气的称为水洞。^[47]

按风洞功能不同可分为声学风洞、环境风洞（全天侯风洞或气候风洞）和气动力风洞。声学风洞在建造过程中采用了多种降噪措施，背景噪声极低，可以分离并测量出汽车行驶时产生的气动噪声；环境风洞（全天侯风洞或气候风洞）可模拟气流温度、湿度、阳光强弱和其他气候条件（雨、雪等）。声学风洞和环境风洞（全天侯风洞或气候风洞）统称为特种风洞。除环境风洞（全天侯风洞或气候风洞）和声学风洞这两种特种风洞外，其余一般风洞都是气动力风洞。^[21][39]

根据空气运动的方向，风洞可分为垂直和水平两类，其中以水平风洞较常用。^[44]

用水平风洞模型自由飞试验技术研究飞机的失速、偏离、失速性滚摆/滚转、过失速运动特性及操纵技术，可具体给出飞机在大迎角状态下飞行的特性数据以及飞机对各种横向操纵输入的响应特性，即速度、迎角、侧滑角、舵面偏角等参数随时间变化的历程。在进行飞机选型研究时，可快速确定部件的修改要求；可以评价飞机的大迎角操稳特性，有助于对将在飞机上使用的飞行控制系统的效能进行鉴定。^[51]

立式风洞又称“垂直风洞”。^[32]立式风洞是一种具有垂直试验段的特种低速风洞。^[52]风扇垂直向上抽气，并使上升的气流产生的浮力，恰好平衡自由飞模型的重力。这种低速风洞能够保证自由飞模型在试验段中心区域运动。^[52]因此，立式风洞特别适于飞行轨迹靠近或绕铅垂轴的飞行器的运动的试验研究，例如飞机的尾旋运动、宇宙飞船再入体在亚声速区域垂直下降时的低速动稳定性、降落伞的阻力特性与动稳定性，以及直升机等试验的研究。^[52]与水平式风洞相比，立式风洞的优点是模型重力平行于试验段轴线，可以简化模型旋转中的平衡及回转部分的重量分量问题，更适宜做回转运动飞行状态测力试验，如飞机尾旋、无尾飞机翻滚和旋转天平试验。^[32]

对于飞机的尾旋研究，大量的和基本的尾旋和改出尾旋特性的试验研究都在立式风洞中进行。^[52]对于一种特定的飞机，利用立式风洞的主要目的在于分析其尾旋特性，以确定最佳的尾旋改出方法和各种重要参数（例如各个部件、不同载荷配重、质心位置、外挂物构型以及外形变化等）对尾旋特性的影响。^[52]立式风洞用模型自由飞试验技术预测飞机在尾旋运动时的各运动参数随时间变化的规律，能系统地进行飞机模型尾旋的重复性试验，对改出尾旋的各种操纵技术的研究非常方便且可靠，并能迅速地为尾旋改出伞的设计提供试验数据。用旋转天平测力的试验技术，给飞机设计人员提供飞机在尾旋时的气动力和力矩特性，进行强度校核或修改设计，并加深对影响飞机尾旋特性的诸因素和改出原理的了解。^[52]由于立式风洞设计和建造难度大，目前只有少数几个发达国家拥有这种风洞。^[32]

根据空气的移动方式，风洞可分为推风式和拉风式，一般常采用推风式，因为拉风式风洞装置对密封要求较高，而推风式风洞装置操作方便、气流稳定、易于清洗和保持干净（如用于观察昆虫行为）。^[44]

按风洞的特殊用途可以分为低湍流度风洞、变密度风洞、叶栅风洞、环境风洞、计量风洞、烟风洞等。^[19]为了满足各种特殊实验的需要，还可采用各种专用风洞。比如，研究全尺寸汽车性能、模拟气候条件的汽车风洞，研究沙粒运动影响的沙风洞，研究飞机防冰和除冰的冰风洞（冰风洞供研究飞机穿过云雾飞行时飞机表面局部结冰现象^[13]），研究接近飞行条件下真实飞机气动力性能的全尺寸风洞，^[3]研究飞机尾旋飞行特性的尾旋风洞（这种风洞的实验段垂直放置，气流上吹呈碟形速度分布，而且风速可以迅速改变，能托住尾旋模型使其不致下坠），^[13]研究高雷诺数效应的增压风洞，研究房屋建筑抗风的大气边界层风洞等。^[3]

风洞的构成可大致分为管道系统（洞体）、动力（驱动）系统和测量控制系统。^[3][39]典型风洞的结构由动力段、扩散段、稳定段、收缩段和试验段组成，动力段中装有风扇，用于驱动空气在风洞中流动，导流片可以使气流顺畅地转向，阻尼网用于降低气流的湍流度和不均匀度。风洞模型安装在试验段中接受观察和测量。^[4]

管道系统（洞体^[39]）是空气流动的载体。^[3]风洞的试验段是管道系统中放置试验模型并进行试验观测的区域，是风洞中最核心的部位。^[3]试验段的截面形状有矩形、圆形、八角形和椭圆形等。^[3]它是整个管道中，速度最大最均匀的一段。^[37]试验对象、模拟实际适用条件的一些装置、测量仪器及其传感部分和观察控制室等都设置在这里。^[46]可利用特殊支架将要进行气动实验的模型安装在试验段中。^[37]而这个特殊支架往往与测力机构相连接，并且可以改变模型的状态（如模型的冲角α，侧滑角β等）。^[37]因此，在风洞试验段中可以测出模型在各种状态下的气动力。^[37]

试验段也可以分为开式，闭式等类型。^[46]闭式试验段是完全封闭的，通常直流式风洞的试验段只能做成闭式。回流式风洞可以采用开式或半开式（如两端封闭、上部开顶）试验段。半开式回流风洞可以采用半开式或闭式试验段。在闭式试验段中，气流与洞壁四周接触，而在开式试验段中气流则与大量的静态空气接触。^[46]

为保证试验段的流场品质如均匀度、稳定度（指参数随时间变化的情况）、湍流度等，满足一定的指标要求，需在试验段的上游设置收缩段和稳定段。^[3]试验段前面是收缩段的出口，它使气流平稳地进入试验段，收缩段的作用是使气流加速到所需流速。^[3][53]进气区域与试验段区域的截面积比值称为风洞收缩比。较大的收缩比通常会产生更一致的气流品质（较大的收缩比成本高并且占用更多的空间）。在入口处的整流屏可以用有小蜂窝结构的或一些简单的丝网，它的作用是减少外部气流的影响和加强流入气流，以使屏后气流质量（包括湍流品质）尽可能保持一致。^[53]稳定段内设蜂窝器和阻尼网，其作用是提高气流均匀度、降低湍流度。试验段下游是能降低流速、减少能量消耗的扩散段（扩压段）和将气流引向风洞外的排出段（直流式）或导回到风洞入口的回流段（回流式）。^[3][53]

主要由风机和叶片构成，作用是提供空气流动的动能。风机功率决定了风洞能够吹出的最大风速。^[3]在一个简单的风洞里，空气通常是由一个风扇（在某种风洞里是要用上高压水罐或射流的）吹动的。^[53]

测量控制系统的作用是按预定的试验程序，控制各种阀门、活动部件、模型状态和仪器仪表，并通过天平、压力和温度等传感器，测量气流参量、模型状态和有关的物理量。^[3]

一个风洞需要配备不少的精密仪器和设备。^[6]风洞的常用仪器有压力传感器、温度传感器、热线风速仪、PIV仪、数字压力风速仪、数字风向风速表、皮托管和风洞天平。^[38]

压力传感器和温度传感器是监测风洞流场必不可少的仪器。^[38]

风洞天平是用来测量实验模型在风洞中受力情况的一种多元传感器，它是通过受力产生形变，给出形变电信号经换算求出受力的一种精密仪器，可测量模型受到的阻力、升力、侧力、俯仰力矩、滚转力矩、偏航力矩。^[38]

数字压力风速仪和数字风向风速表是用于测量低速风洞气流总压、气流速度和气流方向的测试仪器。数字压力风速仪通过皮托管测试气流总压与静压，经计算得出气流速度；而数字风向风速表通过风向传感器测试气流方向，通过风速传感器测量风速。^[38]

高速风洞来流速度测量主要是通过测量总压和静压实现的。皮托管安装在稳定段，测试来流总压，而静压则在实验段进行测量。^[38]

热线风速仪的主要用途，一是测量平均流动的速度和方向；二是测量来流的脉动速度及其频谱。其原理是将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。^[38]

PIV又称粒子图像测速法，是20世纪70年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来PIV得到了不断完善与发展，该方法克服了单点测速技术（如LDA）的局限性，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。^[38]

下图所示的是一种简单的直流式低速风洞的构造，风洞的人造气流由风扇旋转时产生。风扇由电动机带动，调整电动机的转速，就可以改变风洞中气流的流速。^[6]下图中，测量模型上空气动力大小的天平8，它可以测出作用在模型上的升力、阻力和俯仰力矩；还有测量气流速度的风速管9及温度汁、气压计和湿度计，测量模型表面压力分布的压力传感器，以及数据实时采集处理系统、风洞运行控制设备等。^[6]

一个风洞建成后，如何评判该风洞的质量，需要进行一系列的测试来测定实验段的气流品质。一个比较好的风洞应达到以下几个主要指标的要求。^[19]

用风速的相对波动来表示气流稳定性，特别是在风洞的常用速度范围内（一般在风洞最高速度的50%～80%之间）要达到这个指标要求。为了达到气流稳定性的要求，首先要求风扇的转速稳定，其次是风洞要有良好的气动特性。^[19]

实验段内的各点要达到速度完全一样是很困难的，这是因为气流毕竟是人为造成的，而且流经的风扇、拐角和导流片等部件都会造成气流速度的不均匀性；另外，收缩段曲线加工不当或设计欠妥，也会对气流速度的均匀性产生很大的影响。一个良好的风洞，要求在模型区内各个截面上各点的气流速度与该截面气流平均速度的均方根偏差满足一定要求。^[19]

在进行精确的风洞实验时，要求气流的流动方向与风洞轴线夹角（风洞的气流偏角）不大于士0.5°。^[19]

对于一个风洞来说，气流的原始湍流度应该限制在什么范围内，要视风洞主要用于什么用途而定。例如，如果风洞主要用于研究湍流，那么风洞气流的原始瑞流度应该很低，通常要求湍流度≤0.08%；如果是一般的低速风洞，那么气流原始湍流度的要求可以降低到≤0.16%。若湍流度再高，就要对实验数据进行湍流度修正。^[19][注4]

由于实验段壁面上的边界层顺着气流流动方向发展，并且其厚度逐渐增加，如果对实验段截面积不作有效的修正，则沿着轴向实验段的有效截面积会逐渐减小，气流的速度因此会逐渐增加，沿轴向就存在一个静压梯度。比如对于飞行器实验，静压梯度要求达到特定值。如果适当调整实验段的截面积（进行边界层修正）使其有一定的扩散角（约为0.5°），就可望达到这个目标。^[19]

由中国航空工业空气动力研究院（即北京空气动力研究所的前身五院七室——空气动力室）的技术人员于1958年开始筹建的亚、跨、超声速风洞FD-06，是当时中国自己设计建造的风洞设备。^[56][57]

FD-06风洞是暂冲式半回流，跨、超音速风洞，试验段截面尺寸为0.6×0.6米2。 该风洞在跨音速状态时，其试验段上、下壁使用开闭比为24.2%的孔板，用音速喷管，通过调节前室压力改变马赫数（M=0.6~1.2）；该风洞在超音速状态时，通过更换喷管块改变马赫数（M=1.5~4.5）。风洞侧壁有两对夹层观察窗，窗口直径为0.23米，夹层间距约0.20米。其在前室上游有回流引射器，扩散段下游有吸入引射器，可根据风洞运转方式分别使用。^[58]

1964年，北京空气动力研究所设计与建设的FD-20风洞即“Φ0.5m轻活塞炮激波风洞”，其试验段尺寸可达Φ0.48m，最大马赫数可达14。为弹头设计研究、反导设计研究和突防设计研究做出了贡献。^[57][59]

截至2015年，中国空气动力研究与发展中心拥有亚洲最大风洞群。^[22][60]，风洞群是由52座风洞设备和专用设施构成，拥有8m×6m低速风洞、2.4m跨声速风洞、2m激波风洞、1m高超声速风洞、0.3m低密度风洞、50MW电弧加热器、立式风洞和200m自由飞弹道等8座“世界级”风洞设备；建设有多功能结冰风洞、2m超声速风洞、2.4m脉冲燃烧风洞等5座具有世界先进水平的大型设备，形成了大、中、小配套，低速、高速、超高速衔接的设备群，能够进行从低速到24倍声速，从水下、地面到94km高空范围，覆盖气动力、气动热、气动物理、气动光学等领域的空气动力试验能力（数据截至2009年）。^[61]

2016年5月，该中心每秒千万亿次级计算机系统正式投入运行，极大提升了中国计算空气动力学能力。^[35][22]“十二五”以来，中心累计风洞运行20万余次，试验成果直接服务于数十个重点装备型号。（数据截至2015年6月8日）。^[60]

FL-12风洞即中国空气动力研究与发展中心的4m×3m低速风洞，^[62]其于1971年建成并投入使用。^[63]该风洞配有塔式六分量机械天平、六自由度移测架和多种支撑装置。^[63]主要用于航空航天飞行器的选型及特种试验技术研究。^[63]该风洞是座单回流式闭口试验段低速风洞。试验段宽4m、高3m、长8m，横截面为切角矩形，中心截面有效面积10.72m2，配置有低速大迎角动导数试验系统，其强迫振荡激振装置分为纵向激振装置和横向激振装置两套。其空风洞最大风速100m/s，常用试验风速70～80m/s，强迫振荡动导数试验常用风速35m/s左右，该风洞流场品质优良，试验能力强。除承担大量常规测力、测压试验和诸多特种试验外，还具备飞机大迎角静、动态多种试验能力，如大迎角步进或连续扫描静态测力、强迫振荡动导数试验、非定常气动力研究、机翼摇摆试验和旋转天平试验等。^[62] 

FL-13风洞，即中国空气动力研究与发展中心（CARDC)的8mX6m低速风洞。^[64]其采用呈“品”字形排列的三个2600kW电机驱动，是中国、乃至亚洲最大的低速风洞。^[65]该风洞1978年建成并投入使用，主要用于航空航天飞行器定型校核试验，能够承担航空、航天、航海和风工程四大领域的低速空气动力学试验研究。^[65]FL-13风洞是一座开路式、闭口串列双试验段大型低速风洞，风洞总长237m。第一试验段宽12m、高16m、长25m，有效横截面积189.12m"，空风洞风速2.5～25m/s；第二试验段宽8m、高6m、长15m，有效横截面积47.4m2,空风洞最大风速100m/s，试验常用风速70～80m/s。该风洞配置有多套大迎角试验装置（两点式腹撑装置、“T”型回转装置和弯刀尾背撑大迎角试验装置等）供大迎角静态测力试验选用。飞机模型大迎角试验在第二试验段进行。（数据截至2024年2月27日）^[64]

国防科工委空气动力研究试验基地于1997年12月20日建成当时亚洲最大的2.4米的跨声速风洞并取得一次性通气试车成功。^[10]该风洞除可完成现有水平式风洞中的大多数常规试验项目外，还能完成飞机尾旋性能评估、返回式卫星及载人飞船回收过程中空气动力稳定性测试等。该风洞于1992年4月由国家计委批准立项建设，建成后于1999年12月，通过了由中国著名风洞科学家俞鸿儒院士等19名专家组成的国家级评审验收，创造了中国风洞建设史上的奇迹。^[10]

中国自行设计建造的第一座大型立式风洞，于2005年9月17日在位于川西北的空气动力研究基地建成，并通气试车成功。^[32][66]这座亚洲最大的立式风洞总高55m，其中试验段直径为5m，中心最大风速超过50m/s。^[32][66]风洞采用现代先进调速技术实现风速控制，总体水平居当时国际领先地位。^[32]这座立式风洞投入使用后，主要用于飞机失速/尾旋性能评估及改出特性研究、返回式卫星和载人飞船回收过程中复杂的空气动力稳定性研究，以及其他相关领域的空气动力研究。^[32]这座立式风洞的建成，填补了中国风洞家族的空白，它标志着中国从此拥有了世界级立式风洞，其将进一步提高中国空气动力研究的试验能力和技术水平，对中国国防科学技术的发展和国民经济建设有重要意义。^[32]

风洞建设是一个涉及多学科、跨专业的系统集成课题，囊括了包括气动力学、材料学、声学等20余个专业领域。整个立式风洞从破土动工到首次通气试验仅用了2年半，创造了中国风洞建设史上的奇迹。立式风洞是中国庞大风洞家族中引人瞩目的一颗新星，世界上只有极少数发达国家拥有这种风洞。^[33]

空气动力研究基地利用成熟的经验和自主开发的关键技术，全面更新设计理念，在这座立式风洞设计中确保关键技术先进，充分拥有中国自主知识产权，使中国在这一领域的研究试验能力达到了世界先进水平。^[66]这座立式风洞已形成强大的试验能力，除可完成现有水平式风洞中的大多数常规试验项目，特别是还能完成飞机尾旋性能评估。（数据截至2006年）^[33][注5]

Φ1米量级高超声速风洞是一座高压下吹-真空抽吸暂冲式风洞，为中国最大口径的常规高超声速风洞，具有模型尺度大、模拟范围宽的特点。风洞主要用于航天飞行器气动力/热、气动布局、级间分离特性、喷流控制，以及发动机进气道特性研究。其喷管口径为Φ1.0m、Φ1.2m，马赫数范围3～10，试验时间≥ 30s。（数据截至2024年2月27日）

Φ2.4m脉冲燃烧风洞是一座脉冲吹吸式高超声速高温风洞，利用氢氧燃烧加热空气方式产生试验气流开展地面模拟试验，该风洞采用“活塞挤压方式供应燃料和氧气+类路德维希管供应空气”，往燃烧加热器供气，真空罐抽吸方式排气，运行模式为世界首创。Φ2.4m脉冲燃烧风洞于2010年建成并投入运行，是目前世界上口径最大的脉冲型高超声速高温风洞，主要用于开展大尺度超燃冲压发动机性能试验研究和带动力一体化高超声速飞行器性能试验研究。其喷管出口尺寸为Φ2400mm，模拟马赫数4.0~7.0，总压范围1.0～10.0MPa，总温范围850～2100K，试验时间300ms。（数据截至2024年2月27日）^[67]

FL-16即中国空气动力研究与发展中心3米×2米结冰风洞，是一座闭口、高亚音速、回流式风洞，该风洞具有三个可更换试验段^[注6]，是目前世界上试验段尺寸最大的结冰风洞之一。该风洞2013年建成并投入使用，主要用于飞行器结冰试验和防除冰系统验证试验，也可进行高空低雷诺数试验。（数据截至2024年2月27日）^[68][69]

“JF12复现高超声速飞行条件激波风洞”是世界最长的激波风洞。^[15]2012年，于北京市怀柔区的中科院力学所钱学森工程科学实验基地建成。它是依据中科院院士俞鸿儒先生提出的爆轰驱动方法^[注7]，进一步发展了一系列的激波风洞创新技术，研制成功的国际首座可复现高超声速飞行条件的超大型激波风洞，整体性能水平国际领先。“JF12”长265米，喷管直径可达2.5米，实验舱直径3.5米，高超音速发动机实验时间可达100毫秒，速度最高可达Ma 9^[注8][注9]，温度可达3000摄氏度左右，主要性能指标优于国外同类风洞。该风洞总投资仅4600万元，运行费用也比国外风洞低很多。（数据截至2012年6月）^[15][14]“JF12”解决了困扰全球60多年的难题，实现了风洞实验从流动“模拟”到“复现”的跨越。^[27]

2023年，国家重大科研仪器研制项目“爆轰驱动超高速高焓激波风洞”（JF-22超高速风洞）通过验收。JF-22超高速风洞总长167米，喷管出口2.5米，实验舱直径4米，实验气流速度范围3至10千米每秒。它可以复现40至90公里高空、速度最高达每秒10公里、相当于约30倍声速的飞行条件。^{[注3][16][27][36]}JF-22风洞覆盖了从航天到航空一直到探测器的整个范畴，具有很大的应用领域。^[36]自此，“JF-22”与“JF-12”共同构成唯一覆盖临近空间飞行器全部飞行走廊的地面实验平台。^[16]

1992年立项成立的中国全国科普教育基地——西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室，于1994年自主研制建成了亚洲最大的低速翼型风洞（NF-3）。^{[70][29][28][30]}NF-3风洞是直流式闭口风洞，动力为轴流式风扇，驱动电机功率为1120kW。风洞配有3个可以互换的试验段。其中翼型试验段横截面为矩形，高1.6m，宽3.0m，试验段长8.0m；试验段最大风速130m/s，湍流度0.045%。^[71]

2012年，该实验室自主研制建成了NF-6增压连续式高速翼型风洞。这座风洞是中国首座增压连续式高速翼型风洞。^[29]风洞实验马赫数范围为0.25~1.15，马赫数控制精度达到了±0.001；稳定段气流总压范围为P0=(0.5~5.5)×105，雷诺数范围达到了(15~23)×106，为翼型动态特性研究提供了较好的风洞设备基础。^[72]

该风洞主要由驻室、实验段、稳定段、排气段、散热器段、消声段、压缩机段及管道阀门等部分组成；为了增强和拓展风洞实验能力，风洞建设时研制了两个实验段，即二元实验段和三元实验段；二元实验段主要用于先进翼型稳态压力测量、脉动压力测量和翼型边界层的精细化观测；三元实验段主要用于半模、全机模型和导弹等的常规测力、测压和动态特性试验等。^[72]

西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室还建成了中国高校首座连续式高速平面叶栅风洞、中国首台轴流式双排对转压气机试验装置，以及国内唯一的一套从翼型、叶栅和机翼设计、评估、风洞实验验证到形成数据库的设计体系和面向新一代高性能飞行器和发动机的先进翼型、叶型谱系数据库。^[28][29][30]该实验室为运20、歼20、C919等的研制做出了贡献。^[30]

同济大学风洞实验室拥有三座大、中、小配套的边界层风洞实验设施，其中TJ-3型试验风洞尺寸为宽15m，高2m，长14m，是中国最大的风洞实验室，仅次于日本，位居世界第二。1995年和1999年分别进行了上海国际金融大厦（H=226m）模型风洞试验和南京长江二桥南汉桥（斜拉桥，主跨628m)缩尺模型风洞试验。^[73]2009年9月19日，国内第一个专门用于汽车研发的汽车风洞——上海地面交通工具风洞中心在同济大学建成使用。^[34]

中南大学风工程研究中心（风洞实验室）是“高速铁路建造技术国家工程研究中心”六大实验平台之一。^[74]

此中南大学风洞始建于2009年，于2012年完成验收并正式投入使用。该风洞为闭口回流低速风洞，洞体为全钢结构。该风洞具有两个试验段，其中低速试验段宽12米、高3.5米、长18米，风速范围0-20米/秒，湍流度小于1%；高速试验段宽3米、高3米、长15米，最高风速0-94米/秒，湍流度小于0.5%。该风洞具有试验段尺寸大，设计风速高，流场品质好等特点。风洞实验室配备有高频电子压力扫描阀、高频风洞天平、眼镜蛇风速探针、热线风速仪、PIV、激光位移传感器、三分量力传感器、微型压力传感器、动态数据采集分析系统等先进的仪器设备，适合于开展于桥梁风工程、列车空气动力学、结构风工程、风环境等问题的研究。^[74]

该风洞的试验段尺寸：0.45m×0.45m×1m，风速范围：0-42 m/s，湍流度<0.6%。^[74]

哈尔滨工业大学大气边界层风洞采用单回流闭口双试验段构造。低速试验段尺寸为：6.0m×3.6m×50m，风速范围3～25m/s；试验段地板可开启，下设水槽，水槽尺寸为：5.0m×4.5mX50m，主要用于大气扩散和海洋平台实验研究。高速试验段尺寸为：4.0m×3.0m×25m，风速范围为：3～45m/s；主要用于研究大气边界层中大跨度结构、高层高耸结构、桥梁节段模型等的测压、测力和测振试验。^[8]

2008年，位于西南交大犀浦校区的XNJD-3风洞建成。该风洞是西南交大211工程二期重点建设项目，它是目前世界最大的边界层风洞，试验段尺寸为22.5m（宽）×4.5m（高）×36m（长），断面尺寸位居世界第一，风速范围为1.0～16.5m/s，主要技术指标均已达到世界先进水平。该风洞几乎能够模拟工程结构可能遭遇的地球表面最强自然风的作用，特别在模拟桥梁面对大风时的抗风试验上贡献颇多。该风洞先后完成了国内外100多座大桥的风洞试验，包括世界上最长10座悬索桥中的5座，最长10座斜拉桥中的4座。著名的港珠澳大桥等工程建设中都有该风洞的“贡献”，特别是跨度达到2023米的世界第一悬索桥——土耳其1915恰纳卡莱大桥，通过全球招标，最后在交大完成了风洞试验。（数据截至2021年10月）。^[75][76]

2002年，吉林大学汽车风洞实验室在国家教育部“211工程”和“985工程”的重要支持下建成，它是国内首家以汽车空气动力学研究为主要任务的专业汽车风洞，具备轿车与摩托车整车、大客车与货车模型、以及轨道车辆模型的风洞实验能力和完备的空气动力学解决方案。^[77]

汕头大学风洞实验室建立于1996年，建筑面积750m2，资产总额达到900万元，为广东省教育厅重点实验室“结构与风洞实验室”的重要组成部分。风洞主试验段宽3米，高2米，长20米，最高风速达45米/秒。实验室配备有当前先进水平的测试设备，是国内同类风洞中最早使用进口高速电子扫描阀和进口高频底座天平仪器的研究单位之一。目前主要开展高层建筑、大跨空间结构和建筑群体等方面的风工程应用研究。^[78]

荆门市漳河新区的爱飞客航空小镇飞行家太空体验馆，是一家飞行体验中心。其风洞科技馆的风洞是世界上最大的全封闭立式风洞，风洞直径达5米，高15米，最大风速78米/秒，是利用空气动力学研制的一套模拟自由落体、空中飞行的设备，总投资5亿元。该风洞不仅能让人在空中通过不同姿势与重心的变化做出各种动作，感受在万米高空跳伞时才能感受到的空中飞行、自由落体的极限体验乐趣，还可以让人直观地了解空气动力学知识和风洞实验技术，给人带来高科技与娱乐的双重享受。^[79]

湖南大学风洞实验室的HD-3大气边界层风洞，横截面宽3m，高2.5m，试验段风速0.5～20m/s连续可调。采用格栅、尖劈、挡板、粗糙元装置模拟大气边界层，符合B类地貌风场。风洞试验时水平角每5°(0°~180°），竖向角每10°（0°~90°）进行测量。由美国Scanivalve扫描阀公司的DSM3400电子式压力扫描阀系统对数据进行采集。^[80]

2020年12月，河北保定市涞源县建成中国首个供跳台滑雪运动员训练使用的“水平风洞实验室”，中国运动员不用迈出国门，便能够以目前世界上较为先进的跳台滑雪训练方法—“风洞测试”进行日常训练。风洞实验室可以最大化还原跳台滑雪空中飞行的真实场景，保证运动员空中滑行时风速维持在32～36米/秒。因此，它能够帮助运动员在风洞中反复感受到空气动力，并及时纠正错误动作、固定正确动作；同时，也可检测运动员服装是否合体、合适。^[81]

该风洞实验室有两大亮点：第一，截至2021年，它是世界最大的应用于体育领域的多功能风洞实验室，可以多方面对运动员进行训练；第二，可以对运动员三个连贯动作（助滑阶段、起跳阶段、飞行阶段）进行训练，而其他国家的风洞实验室一般只能进行一个动作的训练。^[81]

位于北京市丰台长辛店中车二七厂的国家冰雪运动训练科研基地二期，建有两个体育风洞实验室，其中滑雪风洞实验室是一座开口回流式(带驻室)风洞，尺寸规模和风速范围可满足跳台滑雪的日常训练；综合风洞实验室则可满足滑雪、滑冰、雪橇等冰雪运动项目及部分夏季运动项目的模拟需求，它能帮助判断和优化运动员最佳竞技姿态，检测和标定参赛装备性能。^[82][83]

科研基地的综合风洞实验室是2020年10月25日正式启用的，它是国内首座体育综合训练风洞。^[83][82]这座为2022年冬奥会量身打造的体育综合训练风洞，由十一院第三研究所自主设计建造，是一座开口回流式（带驻室）风洞，其最大风速可以达到42米/秒，相当于14级的强台风，基本上涵盖了所有冰雪运动所涉及到的风速范围。^[40][82][83]该风洞创新性地采用多种降噪技术，尽可能降低各种设备运行噪音对运动员的干扰影响，提升试验舒适度和测试效果。^[83]航天科技集团十一院三所副所长黄景博说，这座风洞设计的初衷是为冰雪运动项目设计的，训练项目包括游泳、皮划艇、自行车、钢架雪车等4类运动项目。它在自行车的减阻、钢架雪车的减阻、游泳运动员的姿态优化这些方面进行了1000多小时的试验。^[40]

位于湖北武汉汉口江滩的风洞，是2010年由华中科技大学武昌分校和法国巴赞公司共同研制推出的一座“娱乐风洞”。^[42]风洞技术应用于娱乐项目中，产生了娱乐风洞。这种空中悬浮运动源于立式风洞的理念，集高科技与惊险、刺激的娱乐相结合，即通过人工制造和控制气流，把游客在一个特定的空间内“吹”起来，让人不仅可以体验太空飘忽的感觉，同时，还可以直观的了解空气动力学知识和风洞实验技术。^[42]

参考资料：^[57]

1956年前后建成了世界上最大的超声速风洞（4.88m×4.88m，Ma=1.5~4.75），该风洞隶属于美国空军（数据截至2021年）。^[21]

20世纪80年代，美国国家航空和航天局（NASA）在埃姆斯研究中心（Ames）建造了试验段截面为12.2m×24.4m的全尺寸低速风洞，截至2022年，该风洞是世界上最大的低速风洞。其建成后又增加了一个尺寸24.4m×36.6m的新实验段，驱动风扇电机的功率也由原来25MW提高到100MW。（数据截至2022年）^[8][13][45]

1934年，德国亚琛工业大学的卡尔维森伯格建造了世界上第一个暂冲式风洞，这种风洞所需要的能量较低，借助一个真空球罐，通过喷管的膨胀实现Ma3.3的最高速度。虽然这个风洞的试验段直径仅有10.16cm，但它的应用将德国的超声速研究提升到当时世界的先进水平。^[84]

美国兰利中心的国家跨音速设备(NTF)是雷诺数最高的大型跨音速风洞，它是一座实验段尺寸为2.5×2.5米2的低温风洞，采用了喷注液氮的技术，用以降低实验气体温度，从而使风洞实验的雷诺数达到或接近飞行器的实际飞行值。（数据截至2006年）^[13]

20世纪80年代，日本筑波国立土木研究所拥有世界上最大的单回路铅直回流形式的风洞实验室，也是世界上最大的用于桥梁设计的风洞，其宽41m，高4m，长30m，由36台直径1.8m的风机组成（数据截至2019年）。^[8][73]

​设在奥地利维也纳的气​​候风洞是世界最大的铁路气候风​洞。该风洞主要研究在极端气候条件下车厢内的情况，为工程设计人员提供必​要的数据，使列车实现安全舒适​的目标。它可以模拟从零下50℃至零上​60℃，风速高达每小时300公里的​气候条件。它是由一个公私合营机构（其前身是维也纳兵工厂），即奥地利军械研究所、阿尔斯通公​司、庞巴迪和西门子联合运行。（数据截至2005年）^[85]

​​维也纳铁路气候风洞拥​有6500万欧元资产，有长短2个气候​风洞，可以模拟不同强度的冰、雪、​雨和不同的温度，可以模拟地球上的任何气候，从而测试车厢内​的实际情况。其中，长风洞有100米长（最大风速可达每小时300公里），短风​洞为31米长。风洞具有可调的空气速度，可调的阳光​​辐射(最大为1000瓦/平方米)，可调的湿度和雨雪喷洒装置。长短两个风洞可并行或独立运行，以​便同时测试机车、单节或多节车​厢，甚至整个车组。两个风洞均采​用闭环方式用鼓风机循环空气。当​空气通过热交换器时，可被冷却到​零下50或加热到零上60℃。热交​换器有三个压缩机，制冷单位为6.2​兆瓦。测试物前的气流可用挡板关闭，以模拟车厢门在停车和运行状态下的开关状态。阳光辐射用47.5米长阳光辐射板产生，辐板安装在车顶和车厢一侧。为了使阳光辐射均匀，测试车辆的前部也安置了辐射板。喷雪装置可放入风洞，因此车辆前部可用冰雪均匀覆盖。喷雨装置安置在风道顶，降雨装置15米长为1段，各段可分别关闭和开通。（数据截至2005年）^[85]

该中心测试过的​项目有阿尔斯通公司生产的双层​客车（在零下25℃至零上45℃的环​境温度下，检查列车的空调运行情​况，列车车厢中安装有300个传感​器,以此采集有关数据）和西门子生产的地铁车辆（测试其在​37℃和65%相对湿度条件下，使车​厢温度在满员情况下为25℃时对​空调系统的设计要求）。（数据截至2005年）^[85]

美国LENS系列激波风洞，由驱动段、被驱动段、实验段、测试系统和操控系统等组成。高温高压气体通过喷管加速，在喷管出口达到高超声速气流条件后，进入放置飞行器模型的实验段，通过温度传感器可测得气流脉冲作用过程中的温度，根据传热原理可计算出传感器位置处的热流密度。^[86]

2022年之前，全球高超音速风洞榜上，排名第一、速度最快的是美国LENS-X风洞，最高气流速度可以超过25马赫。美国的“黑鸟”侦察机就是通过该风洞研制成功的（“黑鸟”是一架“临近空间飞行器”，其巡航高度超过2万米，达到了2.6万米）。LENS-X风洞尽管速度很快，但流场小，时间短暂，往往只能持续几毫秒到30毫米，只能获取片面性的高超音速流场数据，无法满足更多科研需求。^[27]

意大利航天研究中心（CIRA）冰风洞（ Icing Wind Tunnel,简称IWT^[87]）位于加普亚（意大利那不勒斯北部大约50km），其结冰试验设备可产生一个较大范围的结冰包线，且有较好的气流特性。该冰风洞是一个闭环风洞，为了更好地满足客户对速度、模型尺寸、云层范围和均匀性的要求，CIRA冰风洞配有四个不同的试验段，包括三个可替换试验段和一个开放喷嘴。其开放喷嘴试验段足够大，可容纳安装机身部件如翼型截面、尾部截面等。在主试验段马赫数可达0.4，温度可达-32℃，在第二试验段和附加试验段马赫数分别可达到0.7和0.25，温度分别可达到-40℃和-32℃。另外，可以模拟海拔高达7000m（21000ft）对冰积累的影响，还可以将湿度控制到70%RH，生成水滴尺寸为5~300um的统一云层。该风洞加压系统可以将压力控制为39000Pa（绝压）（7000m海拔）至145000Pa（绝压）。该设备可以完成流率为1.5~55kg/s的发动机流动模拟测试和直径为1m的典型单独短舱试验。^[88]CIRA冰风洞是目前世界上最先进的冰风洞。（数据截至2017年）^[89]

世界上常用于飞行器模型自由飞试验的立式风洞主要有^[注10]：美国兰利研究中心的6.1m（20英尺）立式风洞、法国里尔4m立式风洞（SV4）、俄罗斯中央流体力学研究院的T-105立式风洞等。^[52]

参考资料：^[84]

1、试验条件（包括气流状态和模型状态两方面）易于控制。^[3]比如，可以通过控制风速来改变雷诺数，还可以用控制实验段中的温度和压力的方法来提高流动雷诺数。^[20]

2、流动参数（风向、风速）可各自独立变化。^[3]

3、模型静止，测量方便且准确。^[3]模型和观测仪器可固定不动，对于流动现象的观测和数据的测量比较方便，测试的精度也较高。^[20]

4、一般不受大气环境变化的影响。^[3]

风洞试验既然是一种模拟试验，不可能完全准确。^[12]例如，风洞试验中的边界干扰，不可避免的支架干扰，以及风洞与实际流场的不完全相同等。^[12]由于风洞试验是一项十分复杂的空气动力试验，试验数据的准确度受到多种因素的影响。影响因素具体如下：^[18]

1、风洞流场品质，风洞的温度、湿度变化等流场影响。^[18]

2、风洞试验模型的加工质量，缩尺比，模型安装的风攻角、风向角的精度，模型及其支撑系统的动态特性等模型因素。^[18]

3、风洞试验时量测数据的天平、压力传感器、风速仪的灵敏度、滞后与温飘等量测仪器因素。^[18]

4、风洞试验的相似准则很难完全满足等缺点都会给试验数据带来误差，尤其是雷诺数的模拟往往在风洞试验中选择放弃。^[18]

5、无法严格模拟风场特性，如风的紊流特性（紊流积分尺度、风谱密度）和风速的空间相干性。^[18]

6、风洞试验模型堵塞效应和洞壁干扰时对结构周围风场产生影响。^[18]

虽然风洞试验难以满足全部相似准则，但可通过数据修正方法可以部分或大部分克服。^[3]因此在应用中除了相应地发展修正方法外还需要在实践中加以矫正。^[12]

1、计算机在风洞中的广泛使用以及计算空气动力学的发展，将大大提高风洞的实验能力。^[13]

2、现代风洞的发展趋势是进一步增加风洞的模拟能力和提高流场品质，消除跨音速下的洞壁干扰，发展自修正风洞。^[13]

3、风洞技术的发展过程中，超高音速风洞涉及的内容不再局限于空气动力学，而是一个复杂的大气极端高温下与机体表面交互的过程，还涉及到化学、材料、控制、瞬时计算与流场数据捕捉等方面的内容。^[27]

1、风洞是为了研究运动的气流与物体之间相互作用关系的一种装置，是飞行器设计和研制中的重要设备。实际上，风洞是一个人工可控的气流的流动通道，根据运动相对性原理，将飞行器模型甚至飞行器实物放在通道内，让气流吹过静止固定的模型，即可测量获得气流对物体的作用力等。这与模型在静止的空气中以同样的速度运动的状态是等效的。（《航空概论》评）^[6]

2、风洞实验是空气动力学实验中使用最广泛的一种手段。几乎没有一种飞机和导弹在研制过程中不经过风洞实验的，而且随着航空和航天技术的发展，对风洞实验的要求也越来越高。风洞是空气动力学和飞行器研制的基础设施，是现代航空航天飞行器的摇篮。用可控制的人造气流模拟飞行器的飞行环境和飞行状态，如飞行速度、高度、姿态以及飞行器与气流相互作用、相互影响的情况。飞行器通过在风洞中的模拟试验，为改进和优化设计提供了科学依据。（《新编大学基础实验》评）^[22]

3、风洞试验成本低，操作方便，安全可靠，是进行真实流动试验的首选。（《无人机系统概论》评）^[4]

4、风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具。它的产生和发展是同航空航天科学的发展紧密相关的。风洞广泛用于研究空气动力学的基本规律，以验证和发展有关理论，并直接为各种飞行器的研制服务，通过风洞试验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。时至今日，各航空航天大国无不拥有一套覆盖亚声速至高声速、较为完整的风洞试验设备，甚至可以认为风洞试验能力直接决定了一个国家的航空航天水平。（《固体运载火箭总体试验设计》评）^[57]

5、它（风洞）是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。^[21]风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分，在航空、航天工程的研究和发展中起着重要作用。随着工业空气动力学的发展，风洞实验研究在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。（《力学 实验流体力学基础》评）^[21]

6、风洞是飞行器研制中必不可少的设备，风洞的规模和完善往往反映航空航天科学技术的发展水平。（《空气动力技术》评）^[13]

7、风洞试验是火箭研制工作中一个不可缺少的组成部分。（《固体运载火箭总体试验设计》评）^[57]

8、风洞试验为桥梁及建筑结构的抗风设计提供了强有力的保障。（《航空概论》评）^[6]

9、中国在20世纪50年代中后期，就开始利用航空的低速风洞进行了拖网网板模型等试验，并取得了很好的效果。（《渔具模型试验理论与方法》评）^[43]

10、风洞的用途很大,实验的种类很广,在实验流体力学中，它是极有用的研究设备。利用风洞进行气动力学实验的优点是比较突出的。（《实验流体力学》评）^[20]

11、随着工业技术的发展，从20世纪60年代开始，风洞试验（主要是低速风洞）从航空航天领域扩大到一般工业部门。各行各业的发展越来越需要空气动力学和风洞试验的参与，已经形成了新的学科：“工业空气动力学”和“风工程学”。（《普通高中课程标准实验教科书物理教师用书 1》评）^[12]

12、风洞实验的缺点是不能保证和实际流场完全相似，风洞实验只能是部分相似，不能满足所有的相似率。例如，雷诺数和马赫数的相似就很难兼顾,只能使主要的相似参数相等。而且，风洞的洞壁对气流的影响、支杆对模型的干扰、以及风洞流场和实际流场原始瑞流度不同，这些都与飞行器在无限空间中的自由飞行不同。所以，实验数据要进行适当而认真的修正。（《实验流体力学》评）^[20]