何 超，谢 飞，许晓斌，陈 磊

中国空气动力研究与发展中心 超高速空气动力研究所，四川 绵阳 621000

0 引言

风洞模型自由飞试验技术，是以某种方式将试验模型投放至风洞均匀流场中自由飞行，同时以高速摄影实时记录模型姿态随时间变化的图像序列，对图像进行判读，获得模型姿态随时间变化的数据（即运动轨迹），根据模型的质量特性参数和运动轨迹，反算出模型的气动力，进而定量或定性研究分析其气动特性。

风洞模型自由飞试验与常规风洞测力、测压试验相比，无支架干扰；与测量滚转（俯仰、偏航）阻尼、马格努斯力等动态特性的风洞试验相比，无支架干扰、无机械阻尼。但在高超声速试验中，支架干扰的影响不容忽视，其对动态测量的影响较静态测量更为严重[1]。

风洞模型自由飞试验结果可为飞行器外场自由飞试验提供参考，为制定总体方案、验证气动布局合理性等提供重要的气动力参数，提升外场自由飞试验的安全性，为飞行器试飞奠定基础。

早在20 世纪60年代，美国就开展了风洞模型自由飞试验。美国NASA Langley、AEDC、NOL、JPL、BRL和AMES 等研究机构在各种类型风洞中开展的一系列自由飞试验都获得了满意的结果。加拿大NAE、德国DFVLR、南非CSIR-ARU、英国南安普顿大学及日本也开展了风洞自由飞试验技术研究[2-6]。20 世纪80～90年代，随着高速数据采集系统、高速摄影和大容量高速计算机的出现以及控制技术的发展，风洞自由飞试验技术已发展成熟并应用于各种飞行器的定型试验。……