飛行器氣動設計理論與方法

《飛行器氣動設計理論與方法》是2024年北京航天航空大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：飛行器氣動設計理論與方法
• 出版時間：2024年1月1日
• 出版社：北京航天航空大學出版社
• ISBN：9787512441903

內容簡介

本書以飛行器總體設計為背景，以空氣動力學為基礎，結合飛行器設計中的具體情況、現狀與未來，介紹飛行器氣動設計的理論、方法和思路。

全書共分9章，內容包括氣動設計在飛行器研製中的地位、空氣動力學的基本概念、低速/亞聲速/跨聲速/超聲速部件的空氣動力學問題、細長旋成體的氣動力特性、高超聲速流動問題、飛行器氣動設計的主要內容和影響因素。另外，附錄A還按類別介紹了不同飛行器的氣動設計特點，供讀者參考。

本書既可作為高等院校飛行器設計專業研究生的教材，也可供從事相關工作的各類專業人員學習參考。

圖書目錄

第1章 氣動設計在飛行器研製中的地位

1.1 飛行器研製對氣動設計的需求

1.1.1 氣動設計的地位和作用

1.1.2 氣動力學和氣動設計的任務

1.2 飛行器設計與氣動設計的關係

1.2.1 飛行器設計要求

1.2.2 飛行器氣動設計要求

1.3 空氣動力學進步促進飛行器發展

1.3.1 飛機誕生前後的早期時代

1.3.2 活塞螺旋槳飛機時代

1.3.3 噴氣式飛機時代

1.3.4 氣動性能日益增長的時代需求

1.4 空氣動力學的分類和研究方法

1.4.1 空氣動力學的分類

1.4.2 空氣動力學的研究方法

1.5 飛行器研製不同階段氣動設計的主要內容

1.5.1 飛行器的研製階段

1.5.2 飛行器設計對空氣動力學的要求

1.5.3 飛行器設計三階段的氣動設計內容

思考題

第2章 空氣動力學的基本概念

2.1 流體屬性

2.1.1 連續介質概念

2.1.2 流體內部壓強

2.1.3 完全氣體的狀態方程

2.1.4 氣體的彈性和流動性

2.1.5 流體的黏性

2.1.6 無黏氣體

2.1.7 流體微團上的力

2.1.8 流體的靜平衡方程

2.2 流體動力學基礎

2.2.1 流場及其描述方法

2.2.2 流體微團的運動分析

2.2.3 質量方程

2.2.4 運動方程

2.2.5 環量與渦

2.2.6 定常和非定常流

2.3 飛行器繞流及其求解層次

2.3.1 飛行器繞流

2.3.2 飛行器氣動分析坐標系

2.3.3 飛行器氣動特性

2.3.4 飛行器氣動分析方法

2.3.5 各氣動力分析方法的關係和適用範圍

思考題

第3章 低速和亞聲速部件空氣動力學

3.1 機翼的幾何特性

3.2 薄翼繞流的定常線化位流方程和邊界條件

3.2.1 線化位流方程

3.2.2 亞聲速繞流時薄翼的邊界條件

3.2.3 線化壓強係數

3.2.4 疊加原理

3.2.5 幾種簡單的二維位流及其疊加

3.3 不可壓流中機翼的彎度問題

3.3.1 機翼的低速繞流圖畫和氣動模型

3.3.2 升力面理論

3.3.3 升力線理論

3.3.4 工程分析法

3.4 不可壓流中的機翼厚度問題

3.5 不同平面形狀機翼的低速氣動特性

3.5.1 後掠翼的低速氣動特性

3.5.2 直機翼和後掠翼的失速特性

3.5.3 小展弦比機翼的低速氣動特性

3.6 亞聲速可壓流中機翼的氣動特性

3.6.1 戈泰特法則

3.6.2 普朗特一葛勞沃法則

3.6.3 機翼的氣動特性

3.7 面元法分析實例

3.7.1 輕型運動飛機

3.7.2 戰鬥機

思考題

第4章 跨聲速和超聲速氣動力基礎

4.1 跨、超聲速流體基本概念

4.1.1 完全氣體

4.1.2 聲速

4.1.3 馬赫數

4.1.4 激波

4.1.5 臨界馬赫數

4.1.6 馬赫錐

4.2 超聲速流動的特點

4.2.1 翼型的繞流圖

4.2.2 波阻

4.3 跨聲速流動的特點

4.3.1 翼型的繞流圖

4.3.2 翼型跨聲速氣動特性

4.3.3 超臨界翼型

4.3.4 超臨界機翼

4.4 跨聲速氣動設計

4.4.1 後掠機翼氣動設計

4.4.2 面積律設計

思考題

第5章 跨聲速和超聲速部件空氣動力學

5.1 超聲速流中薄翼的氣動特性

5.1.1 線化理論

5.1.2 翼型升力係數

5.1.3 翼型波阻係數

5.1.4 翼型俯仰力矩係數

5.1.5 無限翼展斜置翼超聲速氣動特性

5.1.6 有限翼展薄機翼超聲速氣動特性

5.1.7 超聲速三維線化位流方程基本解

5.1.8 超聲速薄翼空氣動力特性

5.2 跨聲速流中薄翼的氣動特性

5.2.1 跨聲速小擾動位流方程

5.2.2 位流方程的求解方法

5.2.3 機翼幾何參數的影響

5.3 位流求解實例

5.3.1 跨聲速流動

5.3.2 超聲速流動

思考題

第6章 細長旋成體的氣動力特性

6.1 旋成體的幾何參數

6.2 繞旋成體的流動圖

6.3 細長旋成體線化位流方程

6.3.1 線化位流方程

6.3.2 擾動速度的分解

6.3.3 邊界條件

6.3.4 壓強係數

6.4 細長旋成體線化方程基本解

6.4.1 軸向流動

6.4.2 橫向流動

6.4.3 解法

6.5 細長旋成體理論

6.6 大迎角繞流時旋成體的橫流理論

6.7 升力係數對迎角的氣動導數計算

6.8 翼身組合體空氣動力特性簡介

思考題

第7章 高超聲速流簡介

7.1 葛超聲速繞流的特點

7.1.1 高空大氣的性質

7.1.2 高超聲速流的特徵

7.1.3 高超聲速流動的研究內容和方法

7.2 高超聲速流計算方法簡介

7.3 牛頓理論

7.3.1 方法介紹

7.3.2 高超聲速翼面升阻力

7.4 高超聲速氣動力其他分析方法

7.4.1 激波一膨脹波方法

7.4.2 活塞理論

7.4.3 統一范戴克法

7.5 葛超聲速氣動加熱問題

7.6 葛超聲速氣動力工程方法算例

思考題

第8章 飛行器氣動設計內容概要

8.1 氣動布局的概念和內容

……