飛行器性能與氣動力操縱 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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頁數:359

译者:詹浩 注釋

出版時間:2010-3

價格:70.00元

裝幀:

isbn號碼:9787802434523

叢書系列:

圖書標籤:

• 飛行器性能
• 氣動操縱
• 飛行力學
• 氣動力學
• 飛行控製
• 航空工程
• 航空動力學
• 飛行器設計
• 飛行測試
• 飛行仿真

《地球之翼：大氣層內飛行器的空氣動力學基礎與設計》 圖書簡介 本書聚焦於人類曆史上最引人入勝的探索之一：在地球大氣層內實現穩定、高效和可控的飛行。不同於側重於軌道力學或深空推進的著作，本書深入剖析瞭空氣動力學原理在常規飛行器設計中的核心作用，旨在為航空工程師、空氣動力學研究人員以及對飛行器設計有濃厚興趣的讀者提供一套嚴謹、詳實且具有實踐指導意義的理論框架。 本書摒棄瞭對飛行控製係統（如飛控軟件、電傳係統）的深入探討，轉而將全部精力投入到飛行器與空氣相互作用的物理本質上。我們相信，理解並精確預測氣動力與力矩，是實現任何飛行任務的基石。 第一篇：流體動力學基礎與飛行環境 本篇首先為讀者打下堅實的流體力學基礎，這些基礎知識是理解後續空氣動力學現象的必要前提。我們從連續介質假設齣發，迴顧瞭納維-斯托剋斯方程組（Navier-Stokes equations）的物理意義和數學形式，並著重探討瞭它們在工程應用中的簡化形式——如雷諾平均納維-斯托剋斯方程（RANS）。 重點內容包括： 氣體動力學基礎： 對氣體的熱力學性質、氣體分子運動論的宏觀錶徵進行瞭迴顧，特彆是針對可壓縮流動的詳細討論。我們詳細分析瞭等熵流動、激波與膨脹波的形成機製、斜激波的計算方法，以及這些現象對飛行器性能的直接影響。 邊界層理論的深入剖析： 邊界層是決定飛行器氣動效率的關鍵區域。本書詳細闡述瞭普朗特（Prandtl）邊界層理論，包括層流與湍流邊界層的區分、轉捩點的預測，以及利用積分方法（如卡門動量積分方程）估算摩擦阻力的方法。對於高超聲速環境下的化學反應氣體動力學，本書也進行瞭概述性的介紹，重點關注其對熱防護係統的設計啓示。 飛行環境與大氣模型： 詳細介紹瞭國際標準大氣模型（ISA），包括不同高度上的氣壓、溫度和密度分布。此外，還探討瞭大氣湍流的統計特性及其對氣動載荷短期變化的影響。 第二篇：翼型與機翼的靜力學性能 本篇是本書的核心，完全聚焦於産生升力和阻力的主要氣動麵——機翼。我們采用嚴謹的數學推導和豐富的實驗數據來支持理論模型。 二維翼型理論的精煉： 從庫塔-茹科夫斯基定理齣發，係統闡述瞭經典勢流理論（如格林定理的應用）。重點比較瞭薄翼型理論（Kutta Joukowski Condition）與更精確的數值求解方法在預測升力係數、阻力係數和力矩係數上的異同。對翼型設計中的氣動中心與壓力中心的概念進行瞭清晰界定。 三維機翼理論： 引入渦流格架理論（Lifting-Line Theory, Prandtl Lifting-Line Theory），詳細推導瞭展嚮升力分布、誘導阻力（Induced Drag）的計算方法，以及對不同機翼平麵形狀（後掠翼、三角翼、橢圓翼）的性能評估。書中包含大量關於平麵翼型設計的案例分析，例如如何通過改變展嚮載荷分布來最小化誘導阻力。 高升力裝置與低速性能： 詳細分析瞭襟翼（Flaps）和縫翼（Slats）的工作原理，探討瞭它們如何通過改變有效翼型厚度、彎度以及入口角來顯著改善起飛和著陸階段的升阻比。同時，對失速現象的發生機理和延遲失速的設計手段進行瞭詳盡論述。 第三篇：高超聲速氣動特性與阻力解析 隨著飛行速度突破音速，氣動力的特性發生根本性轉變。本篇專門處理高馬赫數下的空氣動力學挑戰。 激波與氣動外形： 深入探討瞭相似律（如奧斯瓦爾德相似律）在跨音速和超音速設計中的應用。重點分析瞭尖拱理論（Wedge Theory）、相似性原理（如相似規則）如何指導超音速翼型和尖錐體的設計。 高超聲速流動的特殊性： 引入薄層理論（Thin Shock-Layer Theory）和牛頓當地流理論（Newtonian Flow Theory）作為近似工具，用於快速評估高超聲速飛行器（如再入體）的氣動特性。對激波與邊界層乾擾（Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SBLI）這一復雜現象的物理機製及其對錶麵熱流和壓力的影響進行瞭深入分析。 阻力分解與優化： 全麵解析飛行器所受的各類阻力：摩擦阻力、壓差阻力（形狀阻力）、誘導阻力、和激波阻力。本書提供瞭一整套係統的氣動外形阻力最小化的設計流程，強調瞭麵積率規則在減小跨音速阻力波榖中的指導作用。 第四篇：空氣動力學在飛行器布局中的集成應用 本篇將前述的理論知識應用於實際的飛行器布局設計，著重於不同飛行器類型的氣動構型選擇與性能預測。 增升與增穩設計： 詳細討論瞭水平尾翼、垂直尾翼以及機身對整體氣動中心位置的影響。重點分析瞭不同布局（如平直翼、下單翼、上單翼）對靜穩定裕度的貢獻，以及如何通過氣動布局來平衡升力、阻力和穩定性的需求。 力矩平衡與中性點概念： 嚴謹地定義瞭飛行器總力矩關於重心的計算，並推導瞭中性點（Neutral Point）的確定方法，這是進行靜安定性判斷的物理基礎。 非綫性氣動效應考量： 探討瞭大迎角流動（High Angle of Attack Aerodynamics）下的氣動特性變化，例如失速後的非綫性升力衰減、渦流的生成與脫落（特彆是三角翼的渦流升力）。 本書的特點在於其理論的深度和工程的實用性並重。書中包含大量的手算示例和基於經典理論模型的計算流程，旨在培養讀者基於第一性原理進行氣動性能評估的能力，而非僅僅依賴於復雜的計算流體力學（CFD）軟件結果。本書是為那些希望真正理解“飛行器如何被空氣托舉起來”的專業人士準備的深度參考資料。

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