发布时间：2025年7月25日
1、功能及用途
本产品采用多功能阵列式风扇安装方式，可形成风墙进行气流模拟，也可以将收缩段和风墙拼接后，通过动力源和收缩段结合，实现提速进行不同条件下气流模拟，可模拟风墙及风洞特点，模拟风切变、湍流和时变风等特殊风环境。
可以开展无人飞行器的自由飞行测试、固定翼外型气动参数测试及设计优化、复杂风环境下无人飞行器飞行性能测试等，用以评估无人飞行器的飞控性能。
系统除了满足正常功能外，还具有以下安全措施：
紧急制动按钮：本系统在工作时通过软件控制不同的阵列位置，控制风扇不同的 转速，当系统出现过热或者其他应急情况时，软件部分设定了红色按钮，可一键停止控制，同时在控制柜及操作台处也布置了系统紧急制动按钮，通过应急连锁，实现一键制动；
风速超限报警：本系统风扇控制的各通道间的信号延迟≤1μs，系统控制或者硬 件出现特殊情况时，风速超过设定转速时，软件系统及硬件会进行报警提示，然后第一时间进行修正及停车处理；
电机过热保护：本系统对电机等发热源，进行了具备过流保护功能，当检测到异常电流时会自动切断输出。
2、系统布局及整体指标
2.1系统布局
本系统根据使用需求，可分为模块化送风单元直接对被试件进行作用吹扫，也可以将模块化送风单元和收缩段相结合，实现整体气流的提速，通过收缩段作用后，对试验件进行气流作用和测试。
系统布局如下：
系统增加收缩段后，总体三维示意如下：
在不安装收缩段时，开放式送风单元组成风墙，可根据需要进行拆分和拼接，如下所示：
开放式送风单元，可根据需要至少拆解拼接成三个单元，每个单元都可以通过万向脚轮移动，单元之间通过合页连接，便于旋转布置不同的吹风角度。
2.2整体指标
主要功能和技术指标包括：
（1）风洞可出风模块尺寸：宽度：4500mm，高度：2000mm，可按需求拆分成至少2个独立模块，每个独立模块可单独调控）；
（2）风速调节范围0-21m/s，精度：0.5 m/s；
（3）湍流强度可调范围1%-20%；
（4）风场均匀性测试区核心区域 ≥80%面积，风速偏差：±5%；
（6）能够产生满足GB/T 38930-2020要求的持续风、阵风和切向风速。
3、参考标准
1) 可进行GB/T 38930-2020《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》所要求的最低作业抗风实验；
2) 本系统可提供风场品质测量、无人机抗风性测试、无人机动力测试等测试数据、图表、报告等。
3) 本系统能够产生满足GB/T 38930-2020《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》要求的持续风、阵风和切向风速；
4) 本系统遵循的相关国家标准、行业标准等相关规范，包括以下方面：
《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》 GB/T 38930-2020
《民用多旋翼无人机系统试验方法》 GB/T 38058-2019
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》 GB42590-2023
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》 GB/T 28930-2020
4、产品分项描述
4.1模块化送风单元
模块化送风单元通过多组风机形成阵列式布置，形成风墙，风墙外围通过铝型材结合碳钢固定件等进行安装固定。
技术指标
1) 风洞可出风模块尺寸：宽度：4500mm，高度：2000mm，可按需拆分成可按需求拆分成3个及更多独立模块，每个独立模块可单独调控。
2) 风速调节范围：0-21m/s，精度：0.5 m/s；
3) 可通过编程控制，实现湍流强度可调范围1%-20%；
4) 风场均匀性测试区核心区域：≥80%面积，风速偏差：±5%；
5) 本系统可产生满足GB/T 38930-2020《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》规定及要求的持续风、阵风和切向风速；
6) 全模块全开情况下，且无收缩段装置下开放送风的风速要求为：持续风：稳定风速≥21 m/s，稳定持续≥10 min；阵风：瞬时风速≥21 m/s，稳定持续≥1 min；风切变：切向风速≥8 m/s，稳定持续≥1 min。
7) 全模块全开情况下，安装收缩段装置（收缩段面积不小于风洞出风口面积的一半，其中收缩段出风高度：1.44m，宽度：3.2m）下风速要求：持续风：稳定风速≥37 m/s，稳定持续≥10 min；阵风：瞬时风速≥37 m/s，稳定持续≥1 min；风切变：切向风速≥21 m/s，稳定持续≥1 min；
8) 模块化风洞框架结构采用高强度铝合金及碳钢制作，防腐蚀处理；
9) 风扇的使用寿命能达到70000h以上；
10) 安全防护要求：本系统配置紧急制动按钮、风速超限报警、电机过热保护。
本模块如下所示：
可以通过风扇阵列式拼接，实现单体风墙的模拟功能
风扇阵列单元：
通过多个风扇单元拼接成风墙，风扇阵列如下所示：
阵列组件可通过风墙的后面按照模块化的结构进行安装和固定，在风墙的后端铝型材位置布置电源及线缆槽等走线位置。
如下图所示：
本产品也可以和收缩段配合，经过启动轮廓收缩后，对气流进行提速和稳定输出，如下所示：
4.2控制系统
我司开发的集成测控软件基于LabView平台，具备高度灵活的形式和强大的扩展性。
人机界面友好：触摸屏操作，实时显示风速、湍流强度、温度等参数；
软件支持监控风扇的实时数据以及其他的包括转速、电流、温度等参数，界面可自定义布局；
在扩展性方面：支持风场函数自定义，软件提供标准的 Modbus TCP接口和OPC UA协议支持，可与MES系统、SCADA系统无缝对接，同时预留≥16个自定义控制逻辑接口，用户可通过LabView的图形化编程环境新增控制策略。
本模块支持16路独立输出，单模块可控制16台风扇，通过I²C总线级联可扩展至992路控制通道，支持自定义分区控制，每个风扇可被单独控制，同时工作的风扇，可以按不同的转速工作；
系统最多可同时、单独控制1296个风扇，最小控制时间步长满足指标≤0.1s；
各通道间的信号延迟≤1μs，且具备过流保护功能（每通道最大输出电流 25mA），当检测到异常电流时会自动切断PWM输出，响应时间≤100μs。
技术指标
1) 控制方式：基于工业PC，支持用户LabVIEW二次开发；
2) 人机界面：触摸屏操作，实时显示风速、湍流强度、温度等参数；
3) 最小控制时间步长≤0.1s；
4) 支持自定义分区控制，每个风扇可被单独控制，同时工作的风扇，可以按不同的转速工作；
5) 支持风场函数自定义。
电源模块
特点：
风扇与供电模块集成，省空间，扛干扰。
风扇使用24V电源供电，单电机独立电源，最高功率800W。
电源采用交流24V供电，供电电流5A。
电源如下图所示：
供电电源
除了以上介绍的主要部分外，组件系统还需配置对应的线缆，按钮，指示灯等低压电气配件等。
4.3烟线模拟系统
烟线模拟系统是风洞实验中用于观察气流流动特性的重要工具，通过释放可控的烟雾轨迹，使研究人员能够直观地分析流场结构、边界层分离、涡流形成等空气动力学现象。
烟线模拟系统主要包括烟雾发生器、流量控制单元、多喷嘴模块、储液系统、温控与安全系统、电源管理等模块。
技术指标
1) 烟雾类型：无毒、可挥发、不导电、无残留（矿物油基或甘油基烟雾
2) 液）；
3) 烟雾粒径：≤1μm（确保流动可视化清晰度）
4) 烟雾持续时间：连续可调（最小≥30分钟单次续航，支持间歇/连续模式）；
5) 流量控制：可调范围0.5-10 L/min。精度：±0.1 L/min；
6) 工作温度范围：-5℃-45℃（适应开放式模块化风洞）；
7) 烟雾线清晰度，无颗粒沉积
8) 开机至稳定出烟时间：3分钟
9) 风速适应性：支持0.1-25 m/s气流环境
10) 多孔输出：配多喷嘴模块， 16通道同步烟线输出；
11) 安全功能：过热保护、低液位报警、紧急断电装置；
12) 可扩展性：兼容粒子图像测速（PIV）、激光多普勒测速（LDV）系统；
13) 储液容量：500mL（透明可视液窗，支持快速加注）;
14) 电源需求：220V AC或24V DC锂电池（续航：4小时）。
4.4风场数据采集及可视化系统
本模块可进行数据采集：包括实时采集风速、风向、湍流强度、温度、湿度等参数，并支持动态风场（阵风、风切变、湍流）的数据记录。
数据处理平台具备以下能力：
本系统通过如上流场监测组件可测量气流的变化，通过多组阵列传感器布置可提供风场品质测量、进行无人机抗风性测试、无人机动力测试等相关试验，并且通过相关软件给出测试数据、图表、报告等，并且可以显示不同剖面情况，剖面可以进行复用。
流场监测，气流传感器支架组件如下所示：
技术指标
1) 数据采集：实时采集风速、风向、湍流强度、温度、湿度等参数，并支持动态风场（阵风、风切变、湍流）的数据记录；
2) 可视化显示：支持2D/3D风场动态模拟，实时显示风速云图、流线图、涡量场等；
3) 风场剖面保存复用功能；
4) 具备实时计算湍流强度、风功率密度、雷诺应力、频谱分析（FFT）；
5) 自动生成PDF/Excel测试报告，含统计图表（均值、标准差、极值）。
进行测试时，测试架布置如下所示：
数据存储与管理：提供数据导出功能，支持将数据导出为常见的文件格式（如 CSV、Excel 等），以便与其他软件或系统进行数据共享，自动生成PDF/Excel测试报告，含统计图表（均值、标准差、极值）。
数采及可视化系统可生成速度矢量图和湍流强度分布图等，以便操作人员更直观地了解气流场的特性，支持2D/3D风场动态模拟，实时显示风速云图、流线图、涡量场等；
4.5安全保护装置
系统除了满足正常功能外，还具有以下安全措施：
紧急制动按钮：本系统在工作时通过软件控制不同的阵列位置，控制风扇不同的转速，当系统出现过热或者其他应急情况时，软件部分设定了红色按钮，可一键停止控制，同时在控制柜及操作台处也布置了系统紧急制动按钮，通过应急连锁，实现一键制动；
紧急制动系统，响应时间：≤1.0s；
风速超限报警：本系统风扇控制的各通道间的信号延迟≤1μs，系统控制或者硬件出现特殊情况时，风速超过设定转速时，软件系统及硬件会进行报警提示，然后第一时间进行修正及停车处理；
无人机防撞网：本系统配置无人机防撞网及支架，长度：4m,宽度：6m，高度：3m。
在对流场不形成影响的情况下，骨架之间采用40x40网格丝网进行防护。
4.6设备其他要求
1) 系统可进行GB/T 38930-2020《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》所规定及要求的最低作业抗风实验；
2) 本系统提供风场品质测量、无人机抗风性测试、无人机动力测试等测试数据、图表、报告等。