有翼导弹飞行动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:李新国

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2005-1

价格:30.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787561218068

丛书系列:国防科工委“十五”规划教材

图书标签:

• 航天
• 导弹
• 导弹动力学
• 有翼导弹
• 飞行力学
• 气动特性
• 制导与控制
• 飞行轨迹
• 建模与仿真
• 空气动力学
• 推进系统
• 现代导弹技术

《现代空气动力学基础与应用》 本书简介： 本书系统梳理了现代空气动力学的基本原理、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。内容涵盖了从亚音速到高超音速范围内的流动特性、绕流体设计理论以及先进的实验与计算流体力学（CFD）技术。旨在为航空航天工程师、空气动力学研究人员以及相关专业的高年级学生提供一份全面而深入的参考指南。 第一部分：空气动力学基本理论 本部分聚焦于空气动力学分析的基石。首先，详细阐述了流体力学的基本方程——纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程组的推导、物理意义及其在不同流态下的简化形式，如欧拉方程和伯努利方程。特别强调了粘性流动的基本概念，包括边界层理论的建立、摩擦阻力的来源以及如何利用普朗特（Prandtl）的边界层分离理论来预测气动性能。 随后，本书深入探讨了压缩性流动的效应。从等熵流动的基本关系式出发，详细分析了激波的结构、强度及其对周围气流的影响。对于跨音速和超音速流动，本书着重介绍了相似律（如奥斯瓦尔德-卡门法则）的应用，以及线性化激波理论在预测弱激波性能时的准确性。对于高超音速流动，讨论了粘性相互作用、化学反应效应以及非平衡流动带来的独特挑战。 第二部分：升力与阻力理论 本部分致力于解析物体绕流时所产生的关键气动力——升力和阻力。 在升力方面，首先回顾了二维翼型的经典理论，包括库塔-茹科夫斯基（Kutta-Joukowski）定理及其在翼型剖面设计中的应用。接着，过渡到三维机翼的理论分析，重点阐述了环量分布理论（Lifting Line Theory）和更精确的涡格法（Vortex Lattice Method, VLM），用于计算有限翼展下的诱导阻力和升力线。对于后掠翼和三角翼，则详细分析了其在高迎角下形成的复杂分离涡系（Leading-Edge Vortex, LEV）如何产生高升力，并讨论了涡流分离的稳定性及其对飞机机动性的影响。 在阻力方面，本书将阻力分解为寄生阻力（由粘性摩擦和压差引起）和诱导阻力（由升力产生）。针对不同速度范围，探讨了阻力来源的演变。特别关注了跨音速流动中“波阻力”的产生机制，即由于激波的形成而导致的能量耗散，并介绍了面积率定理（Area Rule）在减小激波阻力方面的工程应用。此外，对于高速飞行器，本书还涵盖了压差阻力、烧蚀阻力（Ablation Drag）和干扰阻力等特殊阻力形式。 第三部分：气动外形设计与优化 本部分侧重于将理论知识转化为实际工程设计。首先，介绍了对称翼型、弯曲翼型和带有展弦比变化的机翼在不同马赫数下的设计原则。强调了采用“升力线/面设计法”来控制压力分布，以实现最佳的气动效率（升阻比）。 针对复杂飞行器构型，本书探讨了压气（Compression）与膨胀（Expansion）面的布局对超音速阻力的影响，并介绍了二维压缩唇口和三维进气道设计中的激波控制技术，确保气流能稳定、高效地进入发动机。对于高超音速飞行器，如乘波体（Waverider），详细分析了如何利用自身激波来产生升力，实现气动热效率的最大化。 设计优化部分引入了现代优化算法，如遗传算法和伴随方法（Adjoint Methods），说明如何将气动性能函数（如最大升阻比）嵌入到迭代设计流程中，以快速收敛到满足约束条件的最优外形。 第四部分：实验与计算方法 本书的最后部分介绍了现代空气动力学研究的两大支柱：实验技术和计算模拟。 在实验技术方面，详细介绍了风洞的类型（如连续式、脉冲式、震荡风洞），以及如何进行精确的流场测量。重点讲解了先进的非接触式测量技术，包括粒子图像测速法（PIV）用于速度场重建，以及红外热像技术在测量气动热载荷中的应用。同时，讨论了地面测试中对真实飞行条件的模拟和修正（如马赫数效应、热力学状态模拟）。 在计算流体力学（CFD）方面，本书深入剖析了N-S方程的数值求解方法，包括有限体积法（FVM）的基本框架、空间离散格式（如迎风格式、中心格式）的选择及其对稳定性和精度的影响。重点讨论了湍流模型的选择与应用，特别是$k-epsilon$、$k-omega$ SST模型在预测边界层分离和近壁面流动中的优势与局限性。此外，还介绍了网格生成技术（如结构化、非结构化网格）和高分辨率格式（如WENO格式）在处理强梯度和激波时的重要性。 总结： 《现代空气动力学基础与应用》旨在提供一个从理论基础到前沿工程实践的无缝衔接的学习路径。通过严谨的数学推导、丰富的工程实例和对最新计算技术的介绍，读者将能够掌握分析和设计复杂气动系统的核心能力。本书的深度和广度使其成为空气动力学领域不可或缺的工具书。

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这本书的结构组织堪称典范，它不是按照传统的物理定律顺序展开，而是更倾向于工程问题的解决路径来构建知识体系。第一章关于大气模型的建立和修正，就用了大量篇幅来讨论真实大气条件下的测量误差与模型迭代，这在很多理论书籍中是看不到的。接着，作者非常自然地过渡到了导航、制导与控制（GNC）系统对飞行轨迹修正的反馈机制上。我印象最深的是关于非线性控制方法的应用，特别是对于快速机动目标捕获问题的求解，书中展示了几种现代控制理论在导弹弹道规划中的具体实现步骤，配图清晰明了，即便对于初学者来说，也能大致勾勒出算法的框架。从弹体刚体运动到姿态解算，再到末端机动的精确度提升，逻辑链条一环扣一环，读起来酣畅淋漓，仿佛置身于一个顶尖的空气动力学实验室中，亲手参与到每一个设计决策的权衡之中。

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不得不提的是，作者在描述复杂物理现象时的语言风格，充满了老派工程师的严谨与幽默感。比如，在讨论高攻角飞行时遇到的失速与滚转耦合问题时，他没有直接抛出复杂的非线性微分方程，而是用了一个形象的比喻来形容气流分离的不可预测性，使得我们能直观感受到这种不稳定性带来的挑战。书中对数值模拟方法（CFD）的应用和局限性也进行了批判性的讨论，这一点非常重要。很多研究者容易神化计算机模拟，但本书清晰地指出了当前模型在处理极端环境（如高焓流动或复杂涡流结构）时的不准确性，并强调了地面风洞实验和飞行试验数据验证的不可替代性。这使得这本书的知识体系非常扎实，既有前沿的理论指导，又不失对工程现实的尊重和警醒。它教会了我如何“带着批判的眼光”去看待仿真结果，而不是盲目相信屏幕上的数据。

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总而言之，这是一部重量级的专业著作，但它成功地避免了“学术自娱自乐”的陷阱。它站在了理论与工程的交汇点上，将空气动力学、控制理论、结构力学乃至材料科学巧妙地编织在一起。全书的论证过程逻辑严密，推导详尽，但同时又充满了一种对飞行艺术的敬畏。即便是对某些高深的热力学部分我需要反复研读才能完全理解，但其带来的知识增益是巨大的。它不仅仅是教会我“如何计算”，更重要的是教会我“如何思考”——如何在一个多约束、高风险的环境下，设计一个既能飞得快、又能飞得准的复杂系统。对于任何希望深入了解现代高精度打击系统核心技术的专业人士来说，这本书无疑是案头必备的工具书和思想源泉，其深度和广度远超同类题材的出版物。

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这本《有翼导弹飞行动力学》真是让人耳目一新，我原本以为这会是一本枯燥的理论教材，充斥着晦涩难懂的公式和推导，但实际阅读下来，它给我带来了完全不同的感受。作者的叙述方式非常注重实践性，他不仅仅停留在宏观的空气动力学原理层面，而是深入到微观的控制系统与结构设计如何相互影响的细节中去。书中对跨音速、高超音速飞行中气动弹性耦合现象的分析尤其到位，许多教科书上只是草草提及的内容，在这里都被细致地剖析了。比如，关于颤振的起始条件和抑制策略，作者结合了具体的案例和仿真数据，让原本抽象的概念变得清晰可见。我尤其欣赏的是，它并没有回避工程实践中的“脏活累活”，对于材料选择、热防护设计与气动布局优化之间的权衡取舍，也有独到的见解。读完第一部分，我对现代精确制导武器的复杂性有了更深层次的理解，它不仅仅是推力与升力的简单叠加，而是一个高度集成的系统工程。

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对于有志于从事航天动力学或先进飞行器设计的读者来说，这本书的附录部分简直是宝藏。它不仅仅是简单的公式汇总，而是作者多年工作经验的结晶。其中关于多模态推进系统切换策略的讨论，以及不同工况下燃料消耗率的精确估算方法，都极其具有参考价值。我特别喜欢它对“鲁棒性设计”的强调，认为一个好的飞行动力学设计，必须能够在各种环境扰动和系统不确定性下保持性能稳定。书中用图表清晰地展示了不同容错设计对任务成功率的影响曲线，这比单纯的理论推导更具说服力。此外，它还涉及了一些供应链和成本控制的概念，虽然不是核心动力学内容，但对于理解整个武器系统的生命周期管理，提供了宏观的视角。这本书的覆盖面之广，体现了作者深厚的跨学科背景。

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西工大航天学院必学课程。学习导弹飞行力学知识必备参考书，对于飞行力学专业和导航制导与控制专业尤为重要。

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