飛機空氣動力學

《飛機空氣動力學》是2013年清華大學出版社出版的圖書，作者是王秉良、魯嘉華、匡江紅、呂鴻雁、曹達敏。

基本介紹

• 書名：飛機空氣動力學
• 作者：王秉良、魯嘉華、匡江紅、呂鴻雁、曹達敏
• ISBN：9787302318224 
• 類別：航空航天 
• 定價：35元 
• 出版社：清華大學出版社 
• 出版時間：2013-7-5
• 裝幀：平裝 
• 開本：12 
• 讀者範圍：航空愛好者的參考書
• 版次：1-1

編輯推薦

21世紀來，我國的民航事業飛速發展，越來越多的先進機型陸續投入運營市場，需要大量高素質的民航飛行、維護和管理人才。
當前，國內開設飛行技術、交通運輸（航空器械維修）等專業的院校，一般都將“空氣動力學”作為一門必修的專業基礎課程。但現有教材有的理論性太強，有的則理論知識偏淺、覆蓋面不夠，而難度適中、適用於本專科學生的相關教材極其匱乏。

本書的使用對象主要為飛行技術、交通運輸（航空器械維修）等相關專業的學生，也可作為民航企業的培訓教材。
一本能立得住的教材，無不凝聚著集體的智慧，並經教學實踐的驗證。編者雖然經多方蒐集資料再加上多年教學實踐，但因水平有限，書中難免有錯漏之處，懇請各方同行、專家斧正。

編者2013年2月

內容簡介

本書是一本理論和實踐相結合的書。全書分7章，講述了飛機和大氣的特點、低速氣流特性、飛機的低速空氣動力特性、高速氣流特性、飛機的高速空氣動力特性、螺旋槳空氣動力特性和非常規氣動特點。本書在內容廣度和深度上兼顧知識的系統性、邏輯性，力求結構合理，理論性和實用性並重。 本書可以作為飛行技術及民航交通運輸專業的教科書，也可作為航空愛好者的參考書。

本書針對飛機這個特定的飛行器，注重實用性，同時也注意了理論性和系統性。本書參照了相關的行業標準和航理教學大綱，考慮了本科教材應有的深度和知識面，並加入了部分選學內容（目錄中帶*部分）。在每章後面附有精選習題，供教學參考。為拓展相關知識面，每個章節後面還增加了閱讀內容。 本書從流體的基本屬性出發，密切聯繫空氣的特點，系統地闡述了低、高速空氣動力特性及其變化規律，以及螺旋槳的空氣動力特性和飛機的常規布局特性等。高速部分原則上只講到亞、跨聲速部分，考慮當前民航飛機的特點，超聲速內容未展開講。內容儘量聯繫相關機種的空氣動力特點，並注意為後續學科打好必要的堅實基礎。 本書作為卓越工程師教育培養計畫飛行技術專業建設項目內容，由上海工程技術大學組織編寫，得到了上海工程技術大學航空運輸學院和飛行學院領導的大力支持。本書由王秉良負責統稿，由王秉良、魯嘉華、匡江紅、呂鴻雁、曹達敏共同編寫完成。編寫過程中參考了相關的空氣動力學和飛行原理教材，在此一併表示感謝。

目錄

第1章流體的基本屬性和流體靜力學基礎

1.1流體的力學特性和連續性介質模型

1.2流體的密度、溫度、壓強及氣體狀態方程

1.3流體的壓縮性和膨脹性

1.3.1流體壓縮性

1.3.2溫度對空氣壓縮性的影響

1.3.3流體的膨脹性

1.4流體的粘性

1.4.1流體粘性的概念

1.4.2牛頓內摩擦定律

1.5流體模型化

1.6作用在流體微團上的力

1.7流體靜壓強的兩個重要特性

1.8流體的靜平衡方程——歐拉靜平衡方程

1.8.1歐拉靜平衡方程

1.8.2靜止流體的等壓面

本章小結

複習與思考

拓展閱讀空氣動力學發展簡史

第2章流體運動學和動力學基礎

2.1研究流體運動的方法及其基本概念

2.1.1運動的轉換——運動的相對性

2.1.2研究流體運動的兩種方法

2.1.3流體運動的分類

2.1.4流線、跡線及流管

2.1.5流線譜

2.1.6體系和控制體

2.2一維定常流動的基本方程

2.2.1連續方程

2.2.2動量方程

2.2.3微分形式的動量方程

2.2.4伯努利方程

2.2.5能量方程

2.3低速附面層

2.3.1附面層的產生及性質

2.3.2層流附面層和紊流附面層

2.3.3雷諾數

2.3.4平板附面層的摩擦阻力

2.3.5附面層的分離

本章小結

複習與思考

拓展閱讀“香蕉球”的物理原理

第3章飛機和大氣的一般介紹

3.1飛機的主要組成部分及其功用

3.2大氣環境和標準大氣

3.2.1大氣的組成和分層

3.2.2國際標準大氣

本章小結

複習與思考

拓展閱讀飛機的分類

第4章飛機的低速空氣動力特性

4.1機翼的幾何形狀

4.1.1翼型及其幾何參數

4.1.2機翼的平面形狀及幾何參數

4.2升力的產生和變化

4.2.1升力的產生

4.2.2升力公式及影響升力的因素

4.2.3升力係數曲線

4.2.4翼型的低速氣流分離型態和Re數以及翼型對最大升力係數的影響

4.2.5有限翼展機翼的升力特性

4.3飛機阻力的產生和變化

4.3.1飛機阻力的產生

4.3.2阻力公式及影響阻力的因素

4.3.3阻力係數曲線

4.4升阻比和飛機極曲線

4.4.1升阻比

4.4.2飛機極曲線

4.5側力的產生和變化

4.5.1側力的產生

4.5.2側力公式及影響側力的因素

4.5.3側力係數曲線

4.6後掠翼的低速空氣動力特性

4.6.1空氣流過後掠翼的流動情形

4.6.2後掠翼的翼根效應和翼尖效應

4.6.3後掠翼的低速升阻力特性

4.6.4後掠翼大迎角的空氣動力特性

4.7空氣動力干擾

4.7.1機翼與機身的相互干擾

4.7.2機翼對平尾的干擾

4.7.3跨聲速面積律簡介

4.8飛機的增升裝置

4.8.1襟翼的增升原理

4.8.2其他增升裝置

4.8.3放襟翼對飛機空氣動力特性的影響

4.9飛機的減升、減（增）阻裝置介紹

4.9.1飛機的減升、增阻裝置

4.9.2機翼翼梢的減阻裝置

4.10地面效應

4.10.1地面效應對氣流的影響

4.10.2地面效應對飛機空氣動力的影響

4.11空氣動力實驗

本章小結

複習與思考

拓展閱讀飛機的發明

第5章高速氣流特性

5.1高速氣流一維定常流動

5.1.1聲波與聲速

5.1.2馬赫數

5.1.3一維絕熱流動的能量方程

5.1.4氣流靜參數隨馬赫數的變化

5.2超聲速氣流的加、減速特性

5.2.1流管截面積隨流速的變化

5.2.2膨脹波

5.2.3激波

5.2.4超聲速飛行中的爆音

本章小結

複習與思考

拓展閱讀激波

第6章飛機的高速空氣動力特性

6.1翼型的高速空氣動力特性

6.1.1翼型的亞聲速空氣動力特性

6.1.2翼型的跨聲速空氣動力特性

*6.1.3高亞聲速翼型

6.1.4翼型的超聲速空氣動力特性

6.1.5高速飛機的翼型特點

6.2後掠翼的高速空氣動力特性

6.2.1後掠翼的亞聲速空氣動力特性

6.2.2後掠翼的跨聲速空氣動力特性

6.2.3超聲速前後緣與亞聲速前後緣

本章小結

複習與思考

拓展閱讀超聲速客機

第7章螺旋槳空氣動力特性

7.1螺旋槳一般介紹

7.1.1螺旋槳的幾何參數

7.1.2螺旋槳的運動參數

7.2螺旋槳的拉力

7.2.1螺旋槳拉力的產生

7.2.2螺旋槳拉力在飛行中的變化

7.3螺旋槳旋轉所需功率、有效功率和效率

7.3.1螺旋槳旋轉所需功率

7.3.2螺旋槳有效功率

7.3.3螺旋槳效率

7.4螺旋槳的負拉力

7.4.1螺旋槳的基本工作狀態

7.4.2發動機正常工作時產生的負拉力

7.4.3發動機空中停車時產生的負拉力

7.5螺旋槳的副作用

7.5.1螺旋槳的滑流

7.5.2螺旋槳的進動

7.5.3螺旋槳的反作用力矩

7.5.4氣流斜吹現象

本章小結

複習與思考

拓展閱讀竹蜻蜓

第8章非常規氣動布局飛機氣動特點簡介

8.1可變後掠翼飛機

8.2鴨式布局飛機

8.3無尾布局

8.4前掠翼飛機

附錄A低速風洞實驗

A.1附面層速度分布實驗

A.2翼型壓力係數分布實驗

A.3升力係數的測定實驗

A.4阻力係數的測定實驗

附錄B聲速公式的推導

附錄C激波傳播速度公式的推導

附錄D薄板翼型的超聲速升力係數、阻力係數、升力係數斜率公式的推導

附錄E拉力公式的推導

參考文獻