© Massachusetts Institute of Technology (A Britannica Publishing Partner)Alle Videos zu diesem Artikel ansehen
Windkanal, Vorrichtung zur Erzeugung eines kontrollierten Luftstroms, um die Auswirkungen der Bewegung durch Luft oder des Widerstands gegen bewegte Luft auf Modelle von Flugzeugen und anderen Maschinen und Objekten zu untersuchen. Sofern der Luftstrom ordnungsgemäß gesteuert wird, ist es unerheblich, ob das zu testende stationäre Modell so ausgelegt ist, dass es sich als Flugzeug durch die Luft bewegt oder als Gebäude Winddrücken standhält, während es an Ort und Stelle steht.
NASA
In offenen Windkanälen des frühen 20.Jahrhunderts bewegte sich Luft langsam durch einen Abschnitt mit großer Bohrung des Tunnels, wurde in der düsenartigen Teststrecke beschleunigt und im Abschnitt mit großem Diffusor erneut verlangsamt, bevor sie in die Atmosphäre freigesetzt wurde. Da Druck, Temperatur und Feuchtigkeit der Luft in einem solchen Tunnel mit offenem Kreislauf nur wenig kontrolliert werden konnten, wurde er durch eine geschlossene Bauweise ersetzt, bei der die durch die Teststrecke geblasene Luft im kreisförmigen oder rechteckigen Tunnel enthalten war, durch Ventilatoren geleitet wurde und mit Hilfe von Drehflügeln zurück zur Teststrecke gefahren wurde. Die Luftgeschwindigkeit wird durch Ändern der Geschwindigkeit der rotierenden Lüfter oder durch Einstellen des Winkels der Lüfterflügel gesteuert. In Hochgeschwindigkeitstunneln werden in den langsamen Abschnitten Wasserkühlsysteme installiert, um die Rückluft zu kühlen.Sie werden weiter als Unterschall (80 Prozent der Schallgeschwindigkeit), transsonisch (etwa die Schallgeschwindigkeit), Überschall (bis zu 6-fache Schallgeschwindigkeit), Hyperschall (6- bis 12-fache Schallgeschwindigkeit) und Hypergeschwindigkeit (über 12-fache Schallgeschwindigkeit) klassifiziert. Um Flugtemperaturen bei Geschwindigkeiten von 10.000 Meilen (16.000 km) pro Stunde und mehr zu duplizieren, muss die Testluft weit über den Schmelzpunkt gewöhnlicher Strukturmaterialien erhitzt werden; folglich werden solche Tunnel nach einem Impulsprinzip und nur für extrem kurze Zeiträume in der Größenordnung einiger Tausendstelsekunden betrieben.
© University of Melbourne, Victoria, Australia (A Britannica Publishing Partner)Siehe alle Videos zu diesem Artikel
Die Anwendungen der Windkanalforschung reichen von Routinetests von Flugzeugzellen bis hin zur Grundlagenforschung an der Grenzschicht, der sich langsam bewegenden Luftschicht neben jeder windexponierten Körperoberfläche. Messungen des Luftdrucks und anderer Eigenschaften an vielen Stellen des Modells liefern Informationen darüber, wie die gesamte Windlast verteilt ist. Neben Flugzeugen und Raumfahrzeugen waren aerodynamische Studien in Windkanälen hochprofitable Geräte zur Lösung von Konstruktionsproblemen in Automobilen, Booten, Zügen, Brücken und Gebäudestrukturen.