飞行器气动设计

目录
前言
第1章 绪论 1
§1.1 概述 1
1.1.1 飞机的构成 1
1.1.2 飞行器空气动力学与气动设计的任务 2
1.1.3 飞行器气动设计的地位和作用 3
1.1.4 飞行器气动设计的要求 6
1.1.5 气动设计的内容 8
§1.2 飞行器发展历程简介 10
1.2.1 **个时期——飞行探索时期 10
1.2.2 第二个时期——活塞时期 17
1.2.3 第三个时期——喷气式飞机时期 23
1.2.4 第四个时期——高超声速飞行时期 37
复习与思考 44
第2章 气体与流动的基本性质与描述 45
§2.1 气体流动基本规律 45
2.1.1 空气的物理性质 45
2.1.2 气体与流动的基本模型 48
§2.2 无黏流场的描述方法 53
2.2.1 速度位方程 53
2.2.2 线化位流方程 55
2.2.3 压力系数 56
2.2.4 几种带奇点的不可压位流 57
2.2.5 无黏不可压缩流求解——奇点法 58
2.2.6 儒科夫斯基升力定理 60
§2.3 流动的可压缩性模型 60
2.3.1 简单处理模型 61
2.3.2 小扰动线化理论 61
§2.4 黏性作用与流动分离 63
2.4.1 附着流型被破坏的主要原因——黏性的相互作用 63
2.4.2 三维流动分离 65
§2.5 适用于飞机的流动 67
复习与思考 67
第3章 翼型低速空气动力特性 68
§3.1 翼型概述 68
3.1.1 翼型的几何参数 68
3.1.2 翼型的发展与族系 70
§3.2 气动参数 77
§3.3 翼型低速流动的绕流图画 82
3.3.1 翼型低速流动的绕流图画介绍 82
3.3.2 翼型绕流的分离与失速 85
§3.4 翼型气动特性 87
§3.5 翼型低速流动的薄翼理论 89
3.5.1 薄翼理论的思路 89
3.5.2 薄翼理论的推导 89
3.5.3 薄翼理论的气动特性公式 92
复习与思考 98
第4章 机翼低速和亚声速空气动力特性 99
§4.1 机翼及其低速气动模型 99
4.1.1 机翼的几何参数 99
4.1.2 机翼的低速绕流图画 101
4.1.3 气动模型 103
§4.2 大展弦比直机翼的升力线理论 104
4.2.1 诱导速度、升力和诱导阻力 104
4.2.2 用于确定. (z)的基本积分-微分方程 107
4.2.3 椭圆形环量分布无扭转机翼的气动特性 108
4.2.4 一般机翼环量沿展向的分布. (z) 112
4.2.5 一般无扭转直机翼的气动特性 114
§4.3 升力面理论 122
§4.4 大展弦比后掠机翼的低速气动特性 125
§4.5 小展弦比机翼的低速气动特性 132
4.5.1 三角翼流动分析 132
4.5.2 小展弦比机翼的流动分析 135
§4.6 亚声速可压流中机翼的气动特性 137
4.6.1 普朗特.格劳特法则 138
4.6.2 翼型的亚声速空气动力特性 140
4.6.3 后掠翼的亚声速空气动力特性 141
复习与思考 142
第5章 超声速与跨声速翼型和机翼的空气动力特性 143
§5.1 薄翼型的绕流流动分析 143
5.1.1 超声速薄翼绕流受力分析 143
5.1.2 翼型的超声速绕流图画 144
§5.2 薄翼型超声速绕流的线化理论 145
5.2.1 线化理论 146
5.2.2 一级近似理论结果 147
5.2.3 压力系数的叠加法 148
5.2.4 线化理论薄翼型的空气动力特性 151
§5.3 机翼的超声速空气动力特性 157
5.3.1 超声速三维流场的基本概念 157
5.3.2 无限翼展斜置翼的超声速空气动力特性 161
5.3.3 有限翼展薄机翼的超声速绕流 164
§5.4 跨声速流动与临界参数 165
§5.5 跨声速绕流的流动特征 168
5.5.1 翼型的跨声速绕流 168
5.5.2 超临界翼型 171
5.5.3 翼型主要几何参数对气动特性的影响 172
§5.6 跨声速机翼的空气动力特征 173
复习与思考 177
第6章 飞机气动布局初步设计 178
§6.1 飞机技术指标分析 178
6.1.1 典型任务剖面 178
6.1.2 概念设计与方案论证中的技术要求分析 180
§6.2 飞机气动布局介绍与选择 186
6.2.1 常规布局 187
6.2.2 无尾布局 189
6.2.3 鸭式布局 193
6.2.4 三翼面布局 196
6.2.5 飞翼布局 197
6.2.6 典型类型飞机的气动布局 199
§6.3 飞机初始总体参数的选择 200
6.3.1 飞机的主要总体参数 200
6.3.2 初步重量估算 202
6.3.3 飞机的气动特性估算 205
6.3.4 确定飞机推重比，选择发动机 210
6.3.5 确定飞机的翼载 215
复习与思考 219
第7章 飞机部件的气动设计 220
§7.1 翼型与机翼的选择与设计 220
7.1.1 翼型特性与飞机性能的关系 220
7.1.2 翼型基本技术指标的确定 221
7.1.3 翼型的选择考虑 224
7.1.4 机翼的气动设计原则 227
§7.2 机身设计 231
7.2.1 机身主要几何外形设计 232
7.2.2 前机身外形设计 234
7.2.3 后机身外形设计 240
7.2.4 面积律修型 241
7.2.5 翼身融合体的气动设计 243
7.2.6 翼身整流 246
§7.3 变后掠机翼 246
7.3.1 变后掠机翼发展概况 247
7.3.2 变后掠机翼的气动特性 248
7.3.3 变后掠机翼的设计 250
§7.4 机翼的增升装置 254
7.4.1 后缘增升装置 255
7.4.2 前缘增升装置 256
7.4.3 增升装置的气动设计 258
7.4.4 涡流发生器 260
7.4.5 动力增升装置 261
§7.5 副翼及横向操纵面 262
7.5.1 飞机的稳定性和操纵性 262
7.5.2 横向操纵面的设计要求 263
7.5.3 横向操纵面形式的选择 263
7.5.4 副翼与襟副翼 263
7.5.5 扰流片和差动平尾 264
§7.6 减速板的气动设计 265
7.6.1 设计要求 266
7.6.2 设计原则 266
§7.7 保证纵向稳定性和操纵性的气动力布局 266
7.7.1 纵向操纵面的设计要求 267
7.7.2 纵向操纵面形式的选择 267
7.7.3 平尾设计 267
7.7.4 升降舵设计 270
§7.8 保证航向稳定性和操纵性的气动力布局 271
7.8.1 航向操纵面的设计要求 271
7.8.2 航向操纵面形式的选择 271
7.8.3 垂尾 272
7.8.4 方向舵 273
7.8.5 腹鳍 273
§7.9 考虑隐身影响的气动设计 274
7.9.1 基本概念 274
7.9.2 外形隐身设计的基本原则 277
7.9.3 外形隐身要求对气动布局及部件的影响 280
复习与思考 282
第8章 高超声速飞行器气动设计 283
§8.1 高超声速流动的主要特征 283
§8.2 高超声速飞行器气动特性计算方法介绍 286
8.2.1 高超声速无黏流动计算方法 287
8.2.2 高超声速边界层理论简介 292
§8.3 高超声速飞行器气动设计的特点与要求 293
8.3.1 高超声速飞行器气动设计的特点 293
8.3.2 高超声速飞行器对气动性能的要求 293
§8.4 高超声速飞行器气动设计 295
8.4.1 弹道式再入飞行器的气动设计 296
8.4.2 飞船返回舱的气动设计 298
8.4.3 航天飞机的气动设计 302
复习与思考 305
参考文献 306
附录 307
附录A 标准大气表 307
附录B 布雷盖方程的推导 309
附录C 飞机的翼型及机翼数据 311
附录D 飞机的前、后缘增升装置形式 314
附录E 飞机动力增升装置简介 316
附录F 飞机副翼的几何数据 318
附录G 飞机绕流片的几何数据 319
附录H 飞机平尾和升降舵的几何数据 320
附录I 飞机垂尾和方向舵的几何数据 322
附录J 本书符号表 324