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《航空动力学基础与应用》 简介 《航空动力学基础与应用》一书深入探讨了支撑现代航空器飞行的核心科学——航空动力学。本书旨在为航空工程领域的学生、研究人员以及对航空现象充满好奇的读者提供一个全面而系统的知识体系，从最基本的物理原理出发，逐步深入到复杂的空气动力学现象及其在实际航空器设计中的应用。 全书共分为十七章，结构严谨，逻辑清晰。 第一部分：空气动力学基本原理 第一章：流体及其基本性质 本章将介绍流体（空气）的定义、分类以及其关键物理性质，如密度、粘度、压力、温度等。我们将探讨这些性质如何影响空气的流动行为，并为后续章节的空气动力学分析奠定基础。 第二章：流体静力学 本章聚焦于静止流体中的压力分布规律，如帕斯卡定律和阿基米德原理。虽然航空器主要涉及流动，但静力学原理是理解压力与高度关系以及浮力效应的基础，这在某些特定情境下（如热气球）具有直接意义，同时也是理解大气压强变化的关键。 第三章：流体动力学基础 本章介绍流体运动的基本概念，包括流线、迹线、涡线，以及伯努利方程、连续性方程和动量方程等核心方程。我们将阐释这些基本定律如何描述流体的运动状态，并引出空气动力学中的基本受力概念。 第四章：黏性流体与边界层 本章深入探讨流体的黏性效应，以及它如何在物体表面形成边界层。我们将详细介绍边界层的分离现象及其对空气动力学性能的影响，以及如何通过设计来控制边界层行为。 第五章：不可压缩流与可压缩流 本章区分不可压缩流和可压缩流，并讨论马赫数的作用。我们将介绍亚音速、跨音速、超音速和高超音速流动的基本特征，以及它们在不同速度下的空气动力学规律差异。 第二部分：翼型与机翼的气动力特性 第六章：翼型理论 本章详细介绍翼型的基本概念，如弦长、翼型剖面、攻角等。我们将阐释翼型是如何产生升力的基本原理，如库塔-儒科夫斯基定理，并分析不同翼型截面形状对其升力、阻力特性的影响。 第七章：有限翼理论 本章将翼型理论推广到有限翼，引入翼展、展弦比、后掠角等概念。我们将探讨三维流动效应，特别是诱导阻力的产生机理，并介绍如何通过优化翼展和展弦比来改善机翼的升阻性能。 第八章：机翼的气动外形设计 本章将理论与实践相结合，介绍机翼的气动外形设计过程。我们将讨论如何根据飞行任务需求，选择合适的翼型系列，并优化翼型厚度、弯度、扭转角以及翼展方向的分布，以达到预期的气动性能。 第九章：高升力装置 本章专注于介绍起飞和着陆阶段至关重要的增升装置，如襟翼、缝翼等。我们将分析这些装置的工作原理，以及它们如何显著增加机翼在低速下的升力，从而缩短起降距离。 第三部分：飞机整体气动布局与稳定性 第十章：飞机气动布局 本章将探讨不同飞机布局（如下单翼、中单翼、上单翼、双翼、三翼等）对整体气动性能的影响。我们将分析不同布局在稳定性、操控性、结构重量等方面的权衡。 第十一章：飞机稳定性与操纵性 本章深入研究飞机的稳定性和操纵性。我们将分析纵向稳定性、横向稳定性、方向性稳定性，并介绍如何通过设计飞机重心位置、平尾、垂尾、副翼等操纵面来保证飞机的安全飞行。 第十二章：飞机阻力分析 本章全面梳理飞机所受到的各种阻力，包括摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力以及激波阻力等。我们将分析各阻力成分的来源，并提出减阻设计策略。 第十三章：空气动力学与结构载荷 本章探讨空气动力学载荷如何作用于飞机的结构。我们将介绍不同飞行状态下（如匀速直线飞行、俯冲、爬升、转弯等）的典型气动载荷分布，以及这些载荷对机翼、机身、尾翼等结构设计的要求。 第四部分：特种飞行条件下的空气动力学 第十四章：跨音速与超音速空气动力学 本章专门探讨飞机在跨音速和超音速飞行时的空气动力学特性。我们将分析激波的产生和发展，以及跨音速和超音速流动带来的特殊现象，如波阻、音爆等，并介绍相应的气动设计方法。 第十五章：高超音速飞行 本章将视角推向更高速度——高超音速。我们将介绍高超音速飞行的独特物理现象，如热效应、化学反应等，以及由此带来的复杂空气动力学挑战。 第十六章：低速与失速空气动力学 本章回顾并深化对低速飞行和失速现象的讨论。我们将详细分析飞机失速的原因、表现形式以及如何通过气动设计和飞行控制来避免和管理失速。 第十七章：空气动力学在直升机上的应用 本章将空气动力学原理拓展到直升机领域。我们将分析旋翼的气动力特性，包括诱导速度、旋翼叶片的攻角变化等，以及直升机在悬停、前飞、侧飞等不同状态下的气动特点。 《航空动力学基础与应用》不仅仅是一本教科书，更是一份探索飞行奥秘的指南。通过对空气流动规律的深入理解，读者将能够更好地把握飞机的设计原理，欣赏现代航空技术的精妙之处。本书内容丰富，图文并茂，力求以最清晰易懂的方式呈现复杂的空气动力学概念，是航空领域从业者和爱好者的必备读物。
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