求雷诺数的各个单位
仰望蓝天，飞机拖着长长的尾迹；夜观星空，宇宙飞船闪耀于群星之中。无论飞机还是飞船，各类飞行器的诞生几乎都离不开一个摇篮，那就是风洞。
风洞是能人工产生和控制气流以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可度量气体对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，说白了就是中间有风的大管子。1903年，莱特兄弟驾驶着木板制作的飞机，摇摇晃晃地腾空而起，开启了人类有动力飞行的时代。在此之前的几年里，为了解决机翼的升力和阻力问题，他们用木箱自制了一台小型风洞。在这个风洞中，他们测试了上百种不同尺寸、相对弯度和展弦比的小机翼，并最终选出了性能最好的设计。
稍有了解的人可能知道，在风洞中测量飞机的气动力，往往不是把真飞机直接放进去，而是做一个缩小的模型。那么如何将模型的测量结果与实尺度飞机联系起来呢？这就用到了相似理论。当绕模型的流动与绕实物的流动相似时，对应的物理量的比例关系才能保持不变，从而可以将模型的测量结果按一定的比例换算到实物上去。风洞实验中常用的相似参数包括马赫数、雷诺数、弗劳德数、比热比等等，根据不同实验的特点，侧重于不同的参数。根据相似理论的要求，模型实验应保证模型与实物的同名相似参数相同。
不同的风洞其尺寸、工作方式可能相差悬殊。低速风洞一般采用电动风扇驱动，实验段口径在几米量级，全长几十米以上。由于速度低，单位面积气流消耗的功率较小，因此可以连续运行。超声速风洞由于动力消耗大，多为间歇工作的暂冲式，其实验段尺寸也比低速风洞小得多。此外还有其他特殊风洞，如研究低阻翼型的低湍流度风洞、研究机翼结冰的结冰风洞等等。
有句话很有意思：“风洞一响，黄金万两”，形容风洞实验成本高昂。但为了研制新型飞行器，这些投入都是必不可少的。20世纪80年代航天飞机的风洞实验时数近十万小时。近年来，飞行器的性能越来越好，需要解决的空气动力学问题越来越复杂，实验项目和风洞实验时数越来越多。无论是飞机的起降特性、气动噪声，还是抖振颤振，乃至高速飞行器的热防护、火星着陆器的降落伞，都需要在风洞中进行实验验证。时至今日，世界上的科技强国有许多各式风洞日夜呼啸，获取着实验数据，帮助人类飞得更高、更快、更远。
（航天三院三部水下装备总体部 牛健平）
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