在科學啟蒙的時代，為了測試飛行物體的性能，科學家們不得不去尋找相對穩(wěn)定的自然風源——人們把模型安裝在山頂或者有風的山谷中。不過變化無常的自然環(huán)境最終迫使實驗者轉(zhuǎn)向各種機械方案，嘗試在靜止的空氣中移動模型。

于是，人們自然聯(lián)想到了投石索，通過旋臂來高速移動模型。1746年，英國數(shù)學家本杰明·羅賓斯通過旋臂測試，證明了空氣阻力是彈丸飛行的關(guān)鍵因素。他的儀器如下圖所示，由一個重物帶動轉(zhuǎn)鼓，提供了穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度。

當然，物體的運動除了旋轉(zhuǎn)還有平移。1904 年，法國軍官兼航空工程師費迪南德·費伯制造了下圖的裝置，利用重力效應將飛機模型固定在繩索滑車上向下移動。不過這種設備的使用條件也相當有限，且難以測量模型受力。

那時的人們因為受困于空氣的不可控，思路都集中在了如何讓物體運動起來，然而物體運動總是會產(chǎn)生諸多不便。總之，如果你是那時的工程師，大概率會感嘆一聲：We need something better。

空氣動力學家眼中的“something better”便是風洞。它由一個封閉的通道組成，空氣由風扇或其它方式驅(qū)動并流經(jīng)此通道。風洞的核心是測試段，通過一個控制機構(gòu)將物體支撐起來，模型的空氣動力學特性及其流場則通過支撐由天平和其它測試儀器進行測量。風洞具有強大的受控測試能力，使得旋臂測試設備很快就過時了。測量在氣流中保持靜止的模型如此簡便，從而開啟了空氣動力學研究的新紀元。

英國航空學會的一名理事會成員Frank H. Wenham，在 1871 年設計并操作了一個風洞，被普遍認為是世界上第一個真正意義上的風洞，不過由于年代太過久遠，這條風洞的模型已然消失在歷史的長河中了。而美國國家航空航天博物館則保存了 1901 年萊特兄弟風洞的復制品。

萊特兄弟的風洞除了看起來有點不太牢靠以外，還有一個非常明顯的錯誤——他們把風扇安裝在了風洞的上游，這將對測試段的氣流帶來很大的干擾。

雖然美國的萊特兄弟占據(jù)著飛機發(fā)明者的美名，不過隨著一戰(zhàn)的到來，世界航空業(yè)的重心很快便轉(zhuǎn)移到了歐洲。各國中央政府資助的航空實驗室在英國、法國、德國、意大利和俄羅斯等地興起，這當然也包括風洞。不得不說，現(xiàn)代風洞的許多基礎技術(shù)都是在歐洲奠定的。

1908年，在德國哥廷根，著名的空氣動力學家路德維希·普朗特指導建造了世界上第一個連續(xù)回路風洞。普朗特的風洞使用管道連接了風洞的出口和入口，并在關(guān)鍵的位置安裝導向葉片、紗網(wǎng)和蜂窩來獲得均勻和安靜的來流。有了風洞以后，普朗特便愉快地測試了各種翼型、流線型機身和飛機部件，并首次測量了旋轉(zhuǎn)螺旋槳葉片上的壓力分布。普朗特的風洞由于氣流品質(zhì)更穩(wěn)定并更節(jié)省能源，很快便成為許多研究者模仿的標準。

在法國，以鐵塔聞名的古斯塔夫·埃菲爾 (Gustave Eiffel) 用個人資金建造了私人空氣動力學實驗室。世人皆知埃菲爾是個建筑大師和結(jié)構(gòu)專家，不過大神們都是那么精力無限，他對空氣動力學也很感興趣，甚至經(jīng)常高空拋物——從塔上扔下各種形狀的物體來測試空氣阻力。或許他建造埃菲爾鐵塔也有那么一點小心思。

1909 年，埃菲爾在鐵塔腳下的戰(zhàn)神廣場上，建造了第一個開放式風洞。該風洞直徑為 1.5 米，由一臺 50 千瓦的電動機提供動力，并加裝了擴散器以降低電力消耗。氣流通過噴嘴以高達每秒 20 米的速度進入測試部分，并通過建筑內(nèi)部的開放空間返回噴嘴。埃菲爾在這個設施中進行了 4000 多次測試，不過幾年后，法國政府嫌他占地方太大，就把戰(zhàn)神廣場回收了。于是心有不甘的埃菲爾便又建造了更大且風速更高的第二代風洞。

雖然沒有哥廷根式風洞那么風靡世界，埃菲爾的風洞也有其獨特的優(yōu)勢，其結(jié)構(gòu)簡單且壓力穩(wěn)定，也被不少研究者采用，因此其與哥廷根式風洞并稱為兩大主要的風洞類型。

當然，另外兩個歐洲大國也不甘示弱，英國和俄羅斯也在20世紀初期建立了自己的風洞。1903 年，托馬斯·斯坦頓開始在英國建造風洞，并于 1912 年首次亮相，號稱其風洞擁有“世界上最穩(wěn)定的空氣動力流”。俄羅斯第一個重要的風洞則是由杰出的科學家 D. Riabouchinsky 于 1904 年建造的，他用自己的資金在離莫斯科不遠的庫奇諾建造了一個完整的空氣動力學實驗室。其風洞測試部分直徑為 1.2 米，并裝備了一個圓柱形罩，用于校準和消除氣流中的湍流。

一戰(zhàn)結(jié)束后，NASA的前身——美國國家航空咨詢委員會 (NACA)，向國會提交的第一份年度報告中，清晰的描述了未來的技術(shù)發(fā)展趨勢：航空業(yè)在一戰(zhàn)中取得了如此迅速的進步，以至于戰(zhàn)爭結(jié)束后，將會有大量的不同種類的飛機和訓練有素的人員，這將迅速使得航空業(yè)進入商業(yè)領(lǐng)域。

他們于1920年建造了 NACA 1 號風洞 ，這是一個低速風洞，相比歐洲的風洞看起來簡陋了許多，也沒有回流回路。由于從該風洞中獲得的數(shù)據(jù)不夠現(xiàn)實，無法用于飛機設計，因此一號風洞只能被稱為一個學習的工具。

不過這只是開始，NACA的風洞建設馬不停蹄。1921 年，全世界已經(jīng)建造了超過 20 個風洞，但所有大型風洞都在正常大氣壓下運行。這意味著在風洞中使用比例模型獲得的實驗結(jié)果值得商榷，因為雷諾數(shù)等無量綱數(shù)與全尺寸飛機實際飛行中的參數(shù)無法匹配。

1921 年 6月，NACA大膽決定建造一個可以改變氣壓的風洞，這便是蘭利實驗室的可變密度風洞 (VDT)。1923 年 3 月，VDT 開始運行，并很快成為高雷諾數(shù)下空氣動力學數(shù)據(jù)的主要來源。它測試了各種各樣的飛機模型，從笨重的齊柏林飛艇到軍用飛機。

直到 1932 年，NACA 的風洞都是亞音速的。1927 年 Joseph S. Ames 成為 NACA 的主席后，決定優(yōu)先考慮高速風洞尤其是跨音速和超音速研究能力的發(fā)展。

1939 年，基于其最新的 24 英寸高速風洞，NACA 為美國航空業(yè)提供了一系列新型高速機翼的空氣動力學數(shù)據(jù)。這些翼型很快就進化出了高速飛機的螺旋槳，這些螺旋槳為時速 500 英里的美國戰(zhàn)斗機提供動力，而這些戰(zhàn)斗機在二戰(zhàn)中發(fā)揮了巨大作用。

戰(zhàn)爭極大的刺激了航空業(yè)的發(fā)展。二戰(zhàn)期間，德國已將其航空研究設施增加了十倍，并且擁有五個研究中心。然而建造大型高速風洞仍不容易——驅(qū)動風洞所需的功率和風速的三次方成正比。德國工程師則想到了另外的辦法，他們在山洞中建造了大型儲氣室替代了驅(qū)動風扇。到戰(zhàn)爭結(jié)束時，德國至少擁有三個不同的超音速風洞，其中一個能夠產(chǎn)生 4.4 馬赫的超聲速氣流。

NACA 的研究也不甘落后。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時，美國已經(jīng)建造了 8 個新風洞，其中世界上最大的風洞位于加利福尼亞州桑尼維爾附近的 Moffett Field，能夠以 250 mph 的速度測試全尺寸飛機。位于俄亥俄州賴特機場附近的垂直風洞，則用于測試直升機及其旋翼性能。

二戰(zhàn)之后，技術(shù)轉(zhuǎn)移和商用化又進入了一個高峰期，其中最具代表性的則為S1MA風洞。該風洞在二戰(zhàn)期間由德國工程師在奧地利阿爾卑斯山開始建設，后被認定為戰(zhàn)爭補償轉(zhuǎn)移到法國。該風洞于1952年開始使用，它由一對對轉(zhuǎn)風機驅(qū)動，功率高達88兆瓦，比戴高樂號航母還要高。其測試段直徑為8米，最大風速可達1馬赫。

該風洞承擔了大量的商用飛機開發(fā)和驗證工作，至今仍是世界上最重要的風洞之一。同S1MA一樣，二戰(zhàn)結(jié)束后仍有許多風洞在服役，甚至像埃菲爾風洞這樣的老古董，也在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著余熱。

不過還有更多的風洞都在二戰(zhàn)結(jié)束20年內(nèi)逐步退出了歷史舞臺，取而代之的是能耗更低、更適合垂直領(lǐng)域商業(yè)化用途的風洞，如S4MA航天器風洞，Capua結(jié)冰風洞，S2A汽車風洞等等。

而汽車和飛機在幾何外形和運行工況上有著巨大的差異，比如汽車會產(chǎn)生更明顯的堵塞甚至尾流扭曲、具有地面效應、更復雜的湍流來流等等，使得人們越來越考慮建造專用的汽車風洞。

猶如戰(zhàn)爭年代的航空技術(shù)風洞，和平年代的汽車風洞便如雨后春筍般冒了出來，時至今日已有大量的全尺寸汽車風洞正在夜以繼日的運行，不僅包括氣動聲學風洞，還包括環(huán)境風洞等等。