本書是為飛行器設(shè)計專業(yè)與力學(xué)專業(yè)本科生編寫的飛行器氣動設(shè)計教材。本書主要以飛機為對象，介紹飛行器設(shè)計所需的基本氣動理論，以及飛行器初步設(shè)計和部件設(shè)計時需要考慮的氣動問題。在飛行器涉及的氣體與流動基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上，針對翼型和各類機翼，分別討論它們在低速、亞聲速、跨聲速和超聲速流動中的主要氣動理論及其氣動特性，介紹飛機氣動布局，討論總體參數(shù)初步設(shè)計步驟，并詳細介紹飛機部件的氣動設(shè)計原則、參數(shù)計算和選取方法，此外還對處于前沿的高超聲速飛行器氣動特性及其設(shè)計原理進行了介紹。意在提高學(xué)生綜合運用基本氣動原理和理論解決實際飛行器設(shè)計問題的能力。
本書是國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)新一輪教學(xué)改革課程建設(shè)工作的一部分，“飛行器氣動設(shè)計”作為一門綜合性專業(yè)課程，強調(diào)流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、飛行器部件空氣動力學(xué)及高超聲速空氣動力學(xué)等基本理論與概念在飛行器氣動設(shè)計中的實際應(yīng)用。本書內(nèi)容重點針對飛行器設(shè)計所需的氣動理論，同時又帶有相當(dāng)部分的氣動相關(guān)的飛行器設(shè)計內(nèi)容，目的在于使學(xué)生將氣動原理融入飛行器設(shè)計進行學(xué)習(xí)和理解。主要特點是：第一，介紹的空氣動力學(xué)知識均為理解飛行器流動所需，并未介紹最基本的流動原理，因此讀者需要有一定的空氣動力學(xué)或流體力學(xué)基礎(chǔ)知識；第二，設(shè)計部分重點在氣動相關(guān)的飛行器設(shè)計部分內(nèi)容，不同于飛行器總體設(shè)計內(nèi)容的大而全；第三，配以大量的圖片素材，同時制作了多個三維模型動畫或者流場動畫，以加深讀者對一些重要知識點的理解。
本書根據(jù)作者多年講授“飛行器氣動設(shè)計”課程的講稿編寫而成。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)早期使用的教材是屈西曼所著的《飛機空氣動力設(shè)計》，講授內(nèi)容結(jié)合實際教學(xué)反饋以及參考國內(nèi)相關(guān)優(yōu)秀教材，得以不斷修正和完善。教學(xué)中參考了國內(nèi)著名的“飛機設(shè)計手冊”叢書，以及陸志良編著的《空氣動力學(xué)》，錢翼稷編著的《空氣動力學(xué)》，徐華舫編著的《空氣動力學(xué)基礎(chǔ)》，黃志澄編著的《高超聲速飛行器空氣動力學(xué)》，劉君編著的《飛行器部件空氣動力學(xué)》，楊蚱生編著的《飛行器部件空氣動力學(xué)》，顧誦芬編著的《飛機總體設(shè)計》，李為吉編著的《飛機總體設(shè)計》，方寶瑞編著的《飛機氣動布局設(shè)計》等，同時引用了《世界飛機大全》、百度百科、空翼網(wǎng)的部分飛機數(shù)據(jù)。這里謹向各位作者致以崇高的敬意和深深的感謝！
本書在編寫過程中，得到了北京航空航天大學(xué)CFD重點實驗室葉友達研究員和南京航空航天大學(xué)程克明教授的寶貴意見和建議，在此向他們表示衷心的感謝！
本書由李樺、田正雨、潘沙編寫，最后由李樺統(tǒng)編定稿。由于水平所限，不當(dāng)之處在所難免，懇請讀者批評指正。
前言
第1章 緒論
1．1 概述
1．1．1 飛機的構(gòu)成
1．1．2 飛行器空氣動力學(xué)與氣動設(shè)計的任務(wù)
1．1．3 飛行器氣動設(shè)計的地位和作用
1．1．4 飛行器氣動設(shè)計的要求
1．1．5 氣動設(shè)計的內(nèi)容
1．2 飛行器發(fā)展歷程簡介
1．2．1 第一個時期——飛行探索時期
1．2．2 第二個時期——活塞時期
1．2．3 第三個時期——噴氣式飛機時期
1．2．4 第四個時期——高超聲速飛行時期
復(fù)習(xí)與思考
第2章 氣體與流動的基本性質(zhì)與描述
2．1 氣體流動基本規(guī)律
2．1．1 空氣的物理性質(zhì)
2．1．2 氣體與流動的基本模型
2．2 無黏流場的描述方法
2．2．1 速度位方程
2．2．2 線化位流方程
2．2．3 壓力系數(shù)
2．2．4 幾種帶奇點的不可壓位流
2．2．5 無黏不可壓縮流求解——奇點法
2．2．6 儒科夫斯基升力定理
2．3 流動的可壓縮性模型
2．3．1 簡單處理模型
2．3．2 小擾動線化理論
2．4 黏性作用與流動分離
2．4．1 附著流型被破壞的主要原因——黏性的相互作用
2．4．2 三維流動分離
2．5 適用于飛機的流動
復(fù)習(xí)與思考
第3章 翼型低速空氣動力特性
3．1 翼型概述
3．1．1 翼型的幾何參數(shù)
3．1．2 翼型的發(fā)展與族系
3．2 氣動參數(shù)
3．3 翼型低速流動的繞流圖畫
3．3．1 翼型低速流動的繞流圖畫介紹
3．3．2 翼型繞流的分離與失速
3．4 翼型氣動特性
3．5 翼型低速流動的薄翼理論
3．5．1 薄翼理論的思路
3．5．2 薄翼理論的推導(dǎo)
3．5．3 薄翼理論的氣動特性公式
復(fù)習(xí)與思考
第4章 機翼低速和亞聲速空氣動力特性
4．1 機翼及其低速氣動模型
4．1．1 機翼的幾何參數(shù)
4．1．2 機翼的低速繞流圖畫
4．1．3 氣動模型
4．2 大展弦比直機翼的升力線理論
4．2．1 誘導(dǎo)速度、升力和誘導(dǎo)阻力
4．2．2 用于確定Г（z）的基本積分-微分方程
4．2．3 橢圓形環(huán)量分布無扭轉(zhuǎn)機翼的氣動特性
4．2．4 一般機翼環(huán)量沿展向的分布Г（z）
4．2．5 一般無扭轉(zhuǎn)直機翼的氣動特性
4．3 升力面理論
4．4 大展弦比后掠機翼的低速氣動特性
4．5 小展弦比機翼的低速氣動特性
4．5．1 三角翼流動分析
4．5．2 小展弦比機翼的流動分析
4．6 亞聲速可壓流中機翼的氣動特性
4．6．1 普朗特一格勞特法則
4．6．2 翼型的亞聲速空氣動力特性
4．6．3 后掠翼的亞聲速空氣動力特性
復(fù)習(xí)與思考
第5章 超聲速與跨聲速翼型和機翼的空氣動力特性
5．1 薄翼型的繞流流動分析
5．1．1 超聲速薄翼繞流受力分析
……
第6章 飛機氣動布局初步設(shè)計
第7章 飛機部件的氣動設(shè)計
第8章 高超聲速飛行器氣動設(shè)計
參考文獻
附錄
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