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第1章 空气动力技术概论1

1.1空气动力技术发展简史2

1.2空气动力技术主要研究范围和研究方法3

1.2.1空气动力学基础研究5

1.2.2风洞试验技术8

1.2.3空气动力计算技术10

1.2.4空气动力设计技术11

1.2.5空气动力飞行试验技术14

1.3空气动力创新研究15

第2章 空气动力基础理论18

2.1概述18

2.2空气属性19

2.2.1连续介质假设19

2.2.2空气的基本参数20

2.2.3空气基本属性21

2.2.4大气层及大气参数随高度的变化23

2.2.5空气的几种简化模型25

2.2.6空气流动的类型26

2.2.7空气中作用在物体上的气动力29

2.3空气动力基本方程31

2.3.1流体运动的描述方法31

2.3.2空气动力基本方程36

2.4无黏、不可压缩流动基础38

2.4.1伯努利方程及应用38

2.4.2几种典型的二维不可压位流39

2.4.3几种基本流动的叠加42

2.4.4库塔-儒科夫斯基定理45

2.4.5绕翼型不可压流动46

2.4.6绕有限翼展机翼不可压缩流动51

2.5可压缩流动基础55

2.5.1热力学基础56

2.5.2声速、马赫数、滞止参数、临界参数57

2.5.3超声速流动的特征——激波59

2.5.4喷管的可压缩流动64

2.5.5绕翼型的可压缩流动67

2.5.6可压缩流中的面积律71

2.5.7细长旋成体理论72

2.6黏性流体力学基础75

2.6.1层流与湍流75

2.6.2边界层及边界层厚度77

2.6.3流动稳定性和转捩80

2.6.4流动分离81

2.6.5雷诺数对流动的影响83

2.6.6其他影响流动的因素85

2.6.7边界层流动控制减阻87

2.7高超声速流动88

2.7.1高超声速流动的空气动力学特点88

2.7.2高超声速机翼的升力和阻力90

2.7.3高超声速飞行器的气动加热和热防护91

2.8旋涡空气动力学基础92

2.8.1机翼绕流中的前缘脱体涡流及其气动特性92

2.8.2旋涡空气动力的应用93

2.9空气动力相似理论97

2.9.1相似现象和相似定理97

2.9.2空气动力学的相似准则97

2.10螺旋桨和旋翼气动特性98

2.10.1螺旋桨98

2.10.2升力旋翼102

2.11空气动力噪声104

2.11.1气动噪声的基本问题104

2.11.2气动噪声的基本理论105

2.11.3气动噪声源分类106

第3章 空气动力风洞试验技术108

3.1概述108

3.2风洞109

3.2.1风洞发展简史109

3.2.2国外代表性大型风洞试验设施简介112

3.2.3风洞的分类116

3.3风洞试验的基础理论141

3.3.1相似理论141

3.3.2相似准则与相似定理142

3.3.3风洞试验的相似准则143

3.4风洞试验基本要素146

3.4.1风洞流场校测146

3.4.2风洞试验模型148

3.4.3模型支撑系统150

3.4.4风洞试验用天平151

3.4.5风洞气流参数测量158

3.4.6数据处理方法167

3.4.7标模试验167

3.5风洞试验技术173

3.5.1风洞试验类型173

3.5.2风洞试验基本流程174

3.5.3常规测力测压试验175

3.5.4进排气和动力模拟试验181

3.5.5非定常试验188

3.5.6流动显示与测量试验198

3.5.7其他特种风洞试验204

3.6风洞试验的数据修正215

第4章 空气动力计算技术219

4.1概述219

4.2计算空气动力学基本理论223

4.2.1空气动力学控制方程223

4.2.2方程求解223

4.2.3网格生成方法228

4.3计算空气动力学与流场/气动力计算分析233

4.3.1固定翼飞行器233

4.3.2直升机254

4.3.3风洞中流动的数值模拟264

4.3.4流动控制装置266

4.4计算空气动力学与飞行器设计272

4.4.1气动设计方法分类273

4.4.2优化设计方法274

4.4.3计算示例275

4.5交叉学科计算研究281

4.5.1计算气动声学281

4.5.2计算气动弹性289

4.5.3飞机结冰计算296

第5章 空气动力设计技术307

5.1概述307

5.2飞机设计307

5.2.1飞机设计的内容和阶段307

5.2.2飞机研制各阶段的任务309

5.3飞机主要参数的确定313

5.3.1飞机的起飞重量（飞机总重量）313

5.3.2飞机的推重比314

5.3.3机翼面积（翼载）314

5.4飞机气动力设计内容与技术支持315

5.4.1气动力设计内容315

5.4.2提高飞机性能的气动布局措施321

5.4.3气动力设计的技术支持324

5.5飞机形式的确定327

5.5.1飞机形式的定义327

5.5.2已采用的飞机气动布局形式327

5.5.3几种概念飞机的气动布局形式333

5.5.4战斗机的划代335

5.6翼型的选择与设计337

5.6.1翼型的作用与发展337

5.6.2翼型的几何参数338

5.6.3翼型的气动参数339

5.6.4翼型的种类与特征341

5.6.5影响翼型特性的主要参数345

5.6.6翼型的选择346

5.6.7翼型设计347

5.7机翼设计347

5.7.1机翼设计要求347

5.7.2机翼平面形状参数347

5.7.3机翼几何参数对气动特性的影响350

5.7.4各种平面形状机翼的气动特性353

5.7.5机翼的安装362

5.7.6机翼上翼型的配置与弯扭设计363

5.7.7翼根整流及翼梢设计365

5.8机身设计368

5.8.1机身主体设计368

5.8.2面积律371

5.8.3翼身融合体设计374

5.9尾翼设计375

5.9.1平尾设计375

5.9.2垂尾设计377

5.10飞机增升装置设计380

5.10.1后缘增升装置的种类380

5.10.2后缘襟翼气动力设计382

5.10.3前缘增升装置种类383

5.10.4前缘襟翼气动力设计384

5.10.5前、后缘增升装置的配合使用385

5.10.6涡流发生器385

5.10.7动力增升装置388

5.10.8推力矢量增升——垂直和短距起降飞机391

5.10.9旋翼增升394

5.11进气、排气系统综合设计395

5.11.1进气系统设计395

5.11.2排气系统设计402

5.12外挂物和发动机短舱的气动布局406

5.12.1外挂物对飞机气动性能的影响407

5.12.2外挂物的挂装方式407

5.12.3外挂物的投放和分离408

5.12.4外挂物布局设计还应注意的事项409

5.12.5发动机短舱吊挂布局409

5.12.6发动机短舱气动外形设计413

5.13稳定性与操纵性气动力设计416

5.13.1飞机的稳定性416

5.13.2飞机的操纵性419

5.13.3俯仰、方向稳定面和操纵面气动力设计421

5.13.4横向操纵面气动力设计421

5.13.5操纵面的补偿设计423

5.13.6随控布局技术425

5.13.7推力矢量设计427

5.14隐身飞机的气动力设计429

5.14.1雷达隐身的基本概念429

5.14.2雷达隐身性能气动力设计原则431

5.14.3雷达隐身气动设计措施433

5.14.4红外隐身437

5.14.5飞机隐身性能要求与飞机性能要求的综合折中437

5.15 无人机简介438

5.15.1无人机的分类438

5.15.2无人机气动力设计特点441

5.16临近空间高超声速飞行器气动布局设计444

5.16.1临近空间高超声速飞行器气动布局的主要形式444

5.16.2临近空间高超声速飞行器的主要类型445

第6章 空气动力飞行试验技术448

6.1概述448

6.1.1大气模型自由飞试验449

6.1.2验证机飞行试验459

6.2飞行试验的内容和主要设备462

6.2.1自由飞模型设计要求462

6.2.2验证机设计要求463

6.2.3飞行试验测试流程463

6.2.4飞行试验测量装置465

6.2.5数据采集及处理设备468

6.3飞机飞行试验469

6.3.1气动特性飞行试验469

6.3.2气动载荷飞行试验473

6.3.3气动弹性飞行试验475

6.3.4飞机抖振飞行试验477

6.3.5航空声学飞行试验479

6.3.6大迎角飞行试验480

6.3.7飞机尾旋特性飞行试验481

第7章 空气动力工业应用技术483

7.1概述483

7.2风力机空气动力技术484

7.2.1风力发电原理484

7.2.2风力机主要性能参数485

7.2.3风力机空气动力设计486

7.2.4风力机空气动力试验490

7.3汽车空气动力技术495

7.3.1汽车流场与空气动力特性495

7.3.2汽车外形空气动力设计499

7.3.3汽车空气动力试验504

7.4列车空气动力技术510

7.4.1列车空气动力特性510

7.4.2列车空气动力试验513

7.5建（构）筑物空气动力技术516

7.5.1建（构）筑物空气动力研究目的和内容517

7.5.2研究方法517

7.5.3建筑物风荷载与风环境518

7.5.4建筑物风洞试验521

7.6桥梁空气动力技术523

7.6.1桥梁空气动力特性524

7.6.2桥梁抗风设计528

7.6.3桥梁空气动力试验529

第8章 空气动力技术展望534

8.1概述534

8.2未来飞行器发展趋势534

8.3空气动力基础技术发展趋势536

8.4飞行器气动力设计技术发展趋势537

8.5风洞试验技术发展趋势539

8.6计算流体力学技术发展趋势541

8.7气动力相关交叉技术发展趋势542

8.8结束语542

参考文献544