洞实验的基本原理是相对性原理和相似性原理.根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的.但飞机迎风面积比较大,如机翼翼展小的几米、十几米,大的几十米(波音747是60米),使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来,其动力消耗将是惊人的.根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度,其试验结果可以推算出其实飞行时作用于飞机的空气动力.
飞行器(包括飞机、直升机、巡航导弹等)在风洞中的试验内容主要有测力试验(测量作用于模型的空气动力,如升力、阻力等,确定飞行性能)；测压试验(测量作用于模型表面压力分布,确定飞机载荷和强度）；布局选型试验 (模型各部件做成多套,可以更换组合,选择最佳的飞机布局和外形)等等.随着飞行器性能的提高和改进；风洞试验所需要的时间不断增加.40年代,研制一架螺旋桨飞机,风洞试验时间是几百小时.至70年代初,一架喷气式客机的风洞试验时间是4-5万小时.航天器(如洲际导弹、卫星、宇宙飞船等)大部分航行在大气层外,基本上与空气无关,但其发射和返回是在大气层中,仍然需要在风洞中进行试验.如美国的航天飞机,在不同风洞中总共进行了10万小时的试验.
风洞的发展
