现代飞机设计空气动力学（国防科工委十五规划教材）

　　现代飞机的高性能要求对空气动力学提出了新的挑战，要求设计空气动力学提供新的思想、新的概念，并在工程应用上实现之。空气动力外形的设计对飞机性能的好坏具有十分重要的作用。本书针对战斗机与民航机两类飞机的特点，分别概要地讨论了空气动力学研究的新成果，以及应用于气动外形设计上的新概念，例如在战斗机设计中如何应用非定常大迎角空气动力学，以及矢量推力技术等成果于布局中，在民航机设计中如何实现增升减阻，以提高飞机性能等问题。书中突出介绍了数值模拟在现代飞机设计中的作用与地位。＜br＞本书可作为教师、研究生和高年级学生的教材和教学参考书，也可供设计、研究人员参考使用。

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第1章?未来战斗机发展的趋势及其对空气动力学提出的挑战
1.1?第3代战斗机的特点3
1.2?第4代战斗机的特点7
1.3?2020年空战中战斗机配备设想10
1.3.1?重、轻型飞机的搭配10
1.3.2?有人机和无人机的搭配13
1.4?无人飞行器的研制13
1.4.1?无人机在局部战争中的地位与作用13
1.4.2?无人机的种类和发展方向15
1.4.3?长航时高空无人侦察机15
1.4.4?无人战斗机17
1.4.5?微型飞行器22
第2章?现代战斗机气动布局示例
2.1?非定常大迎角空气动力学24
2.1.1?大迎角空气动力的特性24
2.1.2?绕细长物体的大迎角非定常空气动力特性30
2.1.3?细长前机身非对称涡流动的控制32
2.1.4?大迎角和非定常空气动力的计算38
2.2?边条翼升力面布局44
2.2.1?引言44
2.2.2?边条翼流动的特性46
2.2.3?边条翼的气动布局52
2.2.4?偏转襟翼以改善中小迎角时的气动特性58
2.2.5?大迎角时的静稳定性59
2.2.6?超声速飞机边条翼布局气动力小结63
2.3?鸭式布局63
2.3.1?引言63
2.3.2?近距耦合的鸭式布局64
2.3.3?远距耦合的鸭式布局70
2.4?前掠翼的三翼面布局71
2.4.1?引言71
2.4.2?前掠翼气动特性的优点72
2.4.3?前掠翼的不足处75
第3章?隐形飞行要求和空气动力的综合设计
3.1?减缩雷达散射截面积的空气动力外形设计措施78
3.2?飞机隐形特性要求与飞行性能要求的综合和折中82
3.3?气动、隐形一体化设计的数值计算简介83
第4章?进排气系统及其与飞机的一体化设计
4.1?一体化的含义88
4.2?超声速战斗机中一体化设计的重要性88
4.2.1?民用机和军用机发动机布局上的差异88
4.2.2?推进系统推力贡献的变化88
4.2.3?推力矢量化与超动机性相结合的要求89
4.3?进气道系统与前机身的一体化设计90
4.3.1?进气道的形式和位置90
4.3.2?前机身流场的设计92
4.3.3?F15的进气道设计93
4.3.4?F16的进气道设计94
4.3.5?未来飞机进气系统设计中应考虑的新因素97
4.3.6?“无隔道式超声速进气道”概念及其应用98
4.4?后机身、尾翼和喷管系统的一体化设计100
4.4.1?减小尾部阻力100
4.4.2?后体的综合设计101
4.5?内流以及内外流一体化分析与设计的数值模拟104
4.5.1?飞机进气道的计算104
4.5.2?三维扩压管道——S形管道的数值计算108
4.5.3?喷流与后体相互作用的计算111
第5章?推力矢量化、机敏性和超机敏性
5.1?飞机的机敏性113
5.2?推力矢量化115
5.2.1?推力矢量化的优点115
5.2.2?过失速技术116
5.2.3?完全矢量化飞机116
5.2.4?部分矢量化飞机118
5.2.5?PST机动动作的设计及空战作战方案的研究119
5.2.6?实现矢量化飞机的困难121
第6章?大迎角非定常空气动力的数学模型
6.1?问题的提出122
6.2?空气动力的暂态函数模型122
6.3?状态—空间变量模型123
6.3.1?非定常带有后缘分离的翼型绕流124
6.3.2?具有涡破裂的三角翼的非定常流动126
6.3.3?全机的非定常运动128
第7章?数值模拟方法是未来飞机设计的重要工具
7.1?数值模拟在未来飞机设计与研制中的地位和作用130
7.2?程序验证与确认是使数值模拟方法成为有效计算工具的必要条件133
7.3?计算流体动力学的发展和展望134
7.3.1?三维非定常黏流的模拟135
7.3.2?多学科耦合及优化设计是CFD的未来方向之一135
7.3.3?发展大规模平行机的有效计算方法135
下篇民机篇
第8章?未来民机发展的趋势
8.1?亚声速民机的发展139
8.1.1?新世纪对民机的需求和剧烈的市场竞争139
8.1.2?发展亚声速民机的主要方向145
8.2?超声速民机的需求和发展153
第9章?先进翼型的不断发展
9.1?超临界翼型156
9.2?扩张后缘翼型164
第10章?亚声速干线飞机三维机翼的设计
10.1?提高Ma·Kmax值170
10.2?减小阻力173
10.3?三维机翼气动布局的基本要求174
10.4?几点讨论174
10.4.1?翼型的影响174
10.4.2?最大厚度沿展向分布的（非线性）影响177
10.4.3?几何扭转角φ沿展向分布的影响179
第11章?机翼翼梢减阻装置的应用
第12章?减少部件间的干扰阻力
12.1?引言188
12.2?发动机短舱的翼吊方式189
12.3?发动机短舱的尾吊方式192
12.4?数值计算方法简介193
第13章?减少摩擦阻力
13.1?层流化技术198
13.2?湍流减阻——小肋减阻204
第14章?增升装置外形的空气动力
14.1?引言207
14.2?机翼的前缘增升装置207
14.3?机翼的后缘增升装置210
14.4?雷诺数对最大升力系数的影响211
14.5?增升装置气动特性的数值模拟215
第15章?民机气动力的数值计算
第16章高速民航机
结束语
参考文献