《飞机气动布局设计》求取 ⇩

第1章　绪论………………………………………………………………………………方宝瑞1.1 飞机设计1

1.1.1 飞机设计的内容和阶段1

目录1

16.2.4 其他因素 （1043

1.1.2 设计要求3

1.1.3 概念设计6

1.1.4.1　方案设计7

1.1.4 初步设计7

1.1.4.2　打样设计9

1.1.5 详细设计11

1.1.8 使用和改进改型12

1.1.6 原型机制造12

1.1.7 试飞和成批生产12

1.2.1.2　机翼设计13

1.2 飞机气动布局设计13

1.2.1 气动布局设计的内容13

1.2.1.1 气动布局形式13

1.2.1.5　操纵面设计15

1.2.1.3　机身设计15

1.2.1.4　稳定面设计15

1.2.1.6　进气道与机体的综合设计16

1.2.2.1　减少摩擦阻力17

1.2.1.7　喷管与后体的综合设计17

1.2.1.8　外挂物布局17

1.2.1.9　隐身气动外形设计17

1.2.2 提高飞机性能的气动布局措施17

1.2.2.7　提高升阻比18

1.2.2.2　减少波阻18

1.2.2.3　减少诱导阻力18

1.2.2.4　减少配平阻力18

1.2.2.5　增加升力线效率18

1.2.2.6　提高最大升力系数18

1.2.3 气动布局设计与气动布局设计师19

1.2.2.8　改善大迎角气动特性19

1.2.2.9　改善起飞着陆性能19

1.2.2.10　隐身性对气动外形要求19

1.2.2.11　减轻结构重量19

1.3 本书的特点22

1.4 内容安排23

参考文献24

第2章　机翼的气动力设计………………………………………………………………方宝瑞2.0 符号表26

2.2.1 展弦比2.0的机翼29

2.1 引言29

2.2 机翼后掠角影响29

2.2.2 展弦比3.0的机翼31

2.2.3 展弦比4.0的机翼35

2.3.1 平直机翼37

2.3 展弦比影响37

2.3.2 后掠机翼38

2.3.3 三角机翼39

2.4.1 平直机翼43

2.4 尖削比影响43

2.4.2 后掠机翼44

2.5.1 尖头和圆头翼型47

2.5 翼型选择的一些问题47

2.5.2 翼型的相对厚度和弯度50

2.5.3 战斗机翼型选择的分析52

2.5.4.1　跨音速飞机技术计划55

2.5.4 超临界翼型55

2.5.4.2　超临界机动战斗机方案58

2.6 后掠机翼设计的一些问题60

2.6.1 后掠机翼的激波和前缘分离涡61

2.6.2 后掠机翼的“上仰”63

2.6.2.1　翼刀64

2.6.2.2　前缘缝翼66

2.6.2.4　前缘下垂（前缘襟翼）68

2.6.2.3　克鲁格襟翼68

2.6.2.5　前缘锯齿69

2.6.3.1　展弦比和内外翼后掠角的影响70

2.6.3 双后掠机翼70

2.6.3.2　外翼后掠角的影响72

2.6.3.3　双后掠机翼与其他机翼形式的比较74

2.6.4 曲线前缘机翼78

2.7 三角机翼设计的一些问题80

2.7.1 前缘锥形扭转81

2.7.2 前缘分离旋涡84

2.7.3.3　升力线斜率87

2.7.3 三角机翼超音速设计的某些问题87

2.7.3.1　前缘吸力87

2.7.3.2　翼型最大厚度位置87

2.7.3.5　上下翼面的升力分配88

2.7.3.4　诱导阻力88

2.8.1 超音速运输机90

2.8 超音速巡航和机动的机翼设计的一些问题90

2.8.2 超音速巡航战斗机91

2.8.3.1　前缘吸力和机翼扭转设计93

2.8.3 提高机翼超音速效率的措施93

2.8.3.2　超临界横流95

2.8.3.3　前缘涡襟翼96

2.9.1 F-104战斗机97

2.9 一些战斗机机翼设计的分析97

2.9.2 F-4战斗机98

2.9.3 F-15战斗机101

2.9.4 F-16战斗机105

2.9.5 YF-17/F-18战斗机106

2.9.6 米格21和苏7战斗机110

2.10.1.1　设计要求113

2.10 计算流体动力学在机翼设计中的应用113

2.10.1 高机动技术验证机（HIMAT）113

2.10.1.2　CFD设计程序和方法114

2.10.1.3　气动力设计116

2.10.1.4　机翼的气动弹性剪裁设计118

2.10.2.1　机翼设计120

2.10.2 “狮”（LAVI）战斗机120

2.10.2.3　鸭面优化设计121

2.10.2.2　前缘襟翼优化设计121

2.10.2.4　风洞试验验证122

2.10.3 机翼弯扭设计升力系数研究124

2.10.4 F-22战斗机127

2.10.4.1　面元法的应用128

2.10.4.2　欧拉／N-S方法的应用129

2.11 结束语130

第3章　旋涡空气动力的应用……………………………………………………………方宝瑞132

参考文献132

3.0 符号表137

3.1 引言141

3.2.1.1 YF-17和YF-16的经验146

3.2 机翼边条146

3.2.1 边条外形和大小的影响146

3.2.1.2　边条几何外形影响151

3.2.2.1 设计方法154

3.2.2 边条外形设计154

3.2.2.2　边条外形对边条涡破裂位置的影响156

3.2.2.3　边条外形对边条效率系数的影响162

3.2.2.4　结束语168

3.2.3.1　机翼平面形状对边条的影响169

3.2.3 边条与机翼的干扰及边条与鸭面的比较169

3.2.3.2　边条的干扰作用172

3.2.3.3　机翼弯曲扭对边条的影响175

3.2.3.4　边条与鸭面的比较176

3.2.4 M数影响178

3.2.5.1　压力分布181

3.2.5 边条机翼的压力分布和流态181

3.2.5.2　流态183

3.2.6.1　边条大小影响186

3.2.6 边条对横侧气动特性的影响186

3.2.6.2　机翼后掠角影响189

3.2.6.3　其他191

3.2.7.1　铰接边条的概念193

3.2.7 铰接边条193

3.2.7.2　边条对称下偏194

3.2.7.3　边条非对称下偏195

3.3.1.1 前缘涡襟翼的形状、偏度和其他参数的影响197

3.3 前缘涡襟翼197

3.3.1 机翼前缘后掠角Λ0≥70°197

3.3.1.2　分段式涡襟翼202

3.3.1.3　双折式涡襟翼204

3.3.2.1 前缘涡襟翼的形状、偏度和其他参数的影响（Λ0=60°）207

3.3.2 机翼前缘后掠角Λ0＜70°207

3.3.2.2　涡襟翼在F-106战斗机上的验证212

3.3.2.3　中等后掠机翼215

3.3.3 双后掠机翼225

3.3.4 涡襟翼的分离再附着线231

3.3.5 涡襟翼与机翼边条的比较235

3.4.1.1　44°后掠机翼237

3.4 升力面的吹气旋涡控制237

3.4.1 机翼展向吹气237

3.4.1.2　机翼平面形状的影响239

3.4.1.3　三角机翼和平面直机翼战斗机方案243

3.4.2 后缘襟翼展向吹气247

3.4.3.1　边条展向吹气250

3.4.3 边条和鸭面展向吹气250

3.4.3.2　鸭面展向吹气252

3.4.4.1　边条253

3.4.4 机翼展向吹气与边条、前后缘襟翼的比较和综合应用253

3.4.4.2　前缘襟翼255

3.4.4.3　后缘襟翼256

3.5 机头旋涡控制257

3.5.1.1　机头边条的作用258

3.5.1 机头边条258

3.5.1.2　机头边条长和宽度的影响261

3.5.1.3　三角形机头边条263

3.5.1.4　可控机头边条266

3.5.2 机头吹气271

3.5.3 螺旋绊线274

参考文献276

第4章　鸭式布局…………………………………………………………………………方宝瑞4.0 符号表280

4.1 引言282

4.2.1.1　机翼平面形状的影响283

4.2 远距鸭面283

4.2.1 纵向气动特性283

4.2.1.2　鸭面平面形状的影响285

4.2.1.3　鸭面大小的影响286

4.2.1.4　增加鸭式布局抬头力矩的措施287

4.2.2.1　垂尾位置和大小的影响288

4.2.1.5　鸭面操纵与机翼后缘操纵的组合288

4.2.2 横侧气动特性288

4.2.2.5　机头边条影响291

4.2.2.2　机翼平面形状的影响291

4.2.2.3　机翼上下位置的影响291

4.2.2.4　鸭面平面形状的影响291

4.2.3.2　鸭式布局与无尾布局的比较293

4.2.3 鸭式与其他布局形式的比较293

4.2.3.1　鸭式布局与正常布局的比较293

4.3 近距鸭面294

4.3.1.1　鸭面上下位置和机翼平面形状的影响295

4.3.1 小展弦比机翼295

19.1.6 一些特殊流动问题 （1296

4.3.1.2　鸭面后掠角和上下反角的影响308

4.3.1.3　鸭面边条的影响309

4.3.1.4　鸭面和鸭面襟翼的操纵效率309

4.3.1.5　横侧特性312

4.3.1.6　鸭面和机翼的旋涡流态325

4.3.2 中等展弦比机翼329

4.3.2.1　机翼平面形状的影响329

4.3.2.2　鸭面平面形状的影响331

4.3.2.3　鸭面位置的影响334

4.3.2.4　鸭面大小的影响337

4.3.2.5　鸭面偏度的影响338

4.3.3 抖振特性339

4.3.3.1　小展弦比机翼鸭式布局339

4.3.3.2　中等展弦比机翼鸭式布局339

4.3.4 鸭式与其他布局形式的比较340

4.3.4.1　中等展弦比机翼340

4.3.4.2　小展弦比机翼342

4.3.4.3　通用研究模型343

4.3.4.4　变后掠先进战斗机方案350

4.3.4.5　跨音速高机动性战斗机方案353

4.3.4.6　结束语356

参考文献358

第5章　变后掠机翼……………………………………………………………………余松涛5.0 符号表361

5.1 引言363

5.1.1 简要发展历史363

5.1.2 变后掠机翼的基本气动力特性365

5.2 变后掠机翼转轴位置的选择367

5.3 变后掠机翼的翼套及扇翼371

5.3.1 变后掠机翼的翼套371

5.3.2 翼套扇翼374

5.4 变后掠机翼的前缘襟翼、缝翼和后缘襟翼375

5.4.1 前缘襟翼和前缘缝翼375

5.4.2 后缘襟翼376

5.5 变后掠飞机的横向操纵377

5.5.1 扰流板377

5.5.2 差动平尾与扰流板组合379

5.6 变后掠规律381

5.7 变后掠过程中飞机的动态响应384

5.8 典型变后掠飞机F-14的分析387

5.8.1 F-14飞机概况387

5.8.2 F-14飞机的气动布局387

5.9 可变斜机翼391

参考文献393

第6章　增升装置…………………………………………………………………………李天6.0 符号表395

6.1 引言397

6.2 无限翼展机翼的增升装置398

6.2.1 分段机翼的流动特性398

6.2.2 带后缘襟翼的翼型空气动力特性400

6.2.3 在NACA翼型上配置最佳的双缝襟翼的风洞试验结果403

6.2.4 后缘襟翼几何参数对翼型气动特性的影响405

6.3 有限翼展机翼的增升装置411

6.3.1 机翼后掠角对增升装置效率的影响412

6.3.2 机翼展弦比对增升效率的影响412

6.3.3 机翼平面形状对增升装置效率的影响413

6.4 后缘襟翼的设计414

6.4.1 小展弦比机翼的后缘襟翼几何参数的影响416

6.4.2 增升装置引起的机翼升力系数增量的估算方法418

6.4.3 中等展弦比后掠机翼的各种后缘襟翼效率的比较423

6.4.4 几种常用后缘襟翼设计参数的选取实例424

6.4.5 常用的动力增升装置426

6.4.5.1　弦向吹气襟翼426

6.4.5.2　展向吹气襟翼427

6.4.6 综述431

6.5 前缘襟翼的设计432

6.5.1 前缘机动襟翼432

6.5.1.1　前缘机动襟翼的减阻效果432

6.5.1.2　前缘机动襟翼参数变化的影响435

6.5.1.3　机翼边条对前缘机动襟翼的影响438

6.5.1.4　机翼平面形状对前缘机动襟翼的影响439

6.5.1.5　前缘机动襟翼对其他方面的影响440

6.5.2 前缘机动缝翼440

6.5.2.1　前缘机动缝翼的参数选择443

6.5.2.2　前缘缝翼设计实例444

6.6 前缘和后缘机动襟翼的综合使用447

参考文献450

第7章　尾翼的布置和设计………………………………………………………………李天7.0 符号表451

7.1 引言453

7.2 平尾设计453

7.2.1 平尾的作用453

7.2.2 平尾设计准则455

7.2.3 平尾参数选择457

7.2.3.1 平面形状的选取458

7.2.3.2 平尾位置的选择462

7.2.3.3　机翼参数对平尾作用的影响467

7.2.3.4　机身和尾喷流的影响471

7.2.4 全动平尾转轴的选取473

7.3 垂尾设计475

7.3.1 垂尾的作用475

7.3.2 垂尾设计准则477

7.3.3 垂尾的布置形式和参数选择477

7.3.3.1　垂尾的布置形式477

7.3.3.2　垂尾平面参数的选择479

7.3.3.3　单、双垂尾的设计487

7.3.3.4　尾喷流对垂尾效率的影响494

7.3.4 腹鳍的设计495

7.3.4.1　腹鳍的作用及选取495

7.3.4.2　单、双腹鳍比较495

7.3.4.3 平尾位置及偏度的影响497

7.3.5 方向舵的设计498

参考文献498

第8章　翼型的选择与设计………………………………………………………………乔志德8.0 符号表499

8.1 引言501

8.2 翼型的几何、气动参数502

8.2.1　翼型的几何参数502

8.2.2　翼型的气动参数503

8.3 翼型的种类与特征503

8.3.1 早期的翼型503

8.3.2 层流翼型504

8.3.3 高升力翼型506

8.3.4 超临界翼型508

8.4 翼型的选择与对翼型气动特性的要求509

8.4.1 翼型特性与飞机性能的关系510

8.4.2 翼型性能的边界510

8.4.3 翼型基本技术指标的确定511

8.5 翼型气动特性与翼型的几何特性之间的关系515

8.5.1 零升力迎角516

8.5.2 升力线斜率516

8.5.3 最大升力518

8.5.4 阻力特性521

8.5.5 力矩特性525

8.6 翼型设计526

8.6.1 翼型设计要求及举例526

8.6.2 翼型的设计与修形528

8.6.3 翼型-飞机的一体化设计528

8.7 翼型的使用530

8.8 翼型数据举例532

参考文献539

第9章　进气道与机体的综合设计………………………………………………………方宝瑞9.0 符号表541

9.1.1.1　进气道设计的发展及其与机体的综合设计544

9.1.1 进气道设计的发展544

9.1 引言544

9.1.1.2　进气道设计要求545

9.1.2 进气道设计基础546

9.1.2.1　进气形式546

9.1.2.2　超音速进气道的压缩形式547

9.1.2.3　外压缩进气道设计基础548

9.1.3 进气道与发动机的相容性553

9.1.3.1　相容性概念553

9.1.3.2　影响相容性的因素553

9.1.3.3　畸变554

9.2 机体对进气道的影响556

9.2.1 前机身外形对两侧进气口流场的影响556

9.2.2 前机身外形对两侧进气道性能的影响561

9.2.3 遮蔽式进气口的流场565

9.3.1　二维和三维进气（单独进气道）570

9.2.4 其他570

9.3 不同形式的进气道570

9.3.2 机身两侧二维和三维进气道的比较571

9.3.3 翼下二维和三维进气道的比较576

9.3.4 机身两侧和遮蔽式进气道的比较580

9.3.4.1　M0=0.9580

9.3.4.2　M0=1.6581

9.3.4.3　M0=2.2585

9.3.5 背部进气道590

9.3.5.1 引言590

9.3.5.2　背部进气道的进口流场和性能591

9.3.5.3　其他布参数的影响595

9.3.5.4　背部进气道与常规进气道的比较598

9.3.6 其他601

9.3.6.1　机翼边条参数对进气道性能的影响601

9.3.6.2　斜板垂直和水平的比较604

9.3.6.3 与机体高度综合化的进气道607

9.3.6.4 亚音速扩压管长度的影响609

9.4 过失速机动的进气道措施611

9.4.1 转动唇口和辅助进气门611

9.4.2 唇口襟翼、缝翼和唇口吹气614

9.5.1 F-15战斗机618

9.5.1.1　进气道方案的选择618

9.5 进气道与机体综合设计的经验618

9.5.1.2　进气道的设计和发展619

9.5.2 YF-16战斗机626

9.5.2.1　进气道方案的选择626

9.5.2.2　进气道的设计和发展628

9.5.3 “狂风”战斗机及进气道的“旋流”631

9.5.3.1 “狂风”战斗机及进气道的设计631

9.5.3.2　进气管道内的“旋流”632

参考文献635

第10章　喷管与后体的综合设计…………………………………………………………方宝瑞10.0 符号表638

10.1 引言642

10.1.1 超音速巡航647

10.1.2 高机动性、敏捷性和过失速机动649

10.1.3 短距起落性能651

10.1.4 隐身性652

10.2.1 喷管类型654

10.2 轴对称（三维）喷管与后体的综合设计654

10.2.2 单喷管658

10.2.2.1　尾部收缩角659

10.2.2.2　尾部长细比660

10.2.2.3　底部面积664

10.2.2.4　喷管与后体结合处外形666

10.2.3 双喷管667

10.2.3.1　双喷管间距667

10.2.3.2　中间整流和尾撑673

10.2.4.1　F-14A战斗机687

10.2.4 一些飞机的设计经验687

10.2.4.2　F-15战斗机693

10.2.4.3　双发战斗机方案698

10.3.1 二维和三维多功能喷管的对比701

10.3.1.1　喷管类型701

10.3 非轴对称（二维）喷管与后体的综合设计701

10.3.1.2　喷管的重量和性能702

10.3.1.3　发动机性能704

10.3.2 二维喷管的诱导升力706

10.3.3 其他707

10.3.3.1 二维和三维喷管-后体阻力比较707

10.3.3.2　二维喷管收缩角708

10.3.3.3 二维喷管航向矢量推力控制710

10.3.4 二维喷管的应用研究713

10.3.4.1　F-15 S/MTD验证机713

10.3.4.2　先进喷管研究项目718

10.3.4.3　超音速巡航战斗机方案（SCF）735

10.3.5 结束语748

10.4 尾翼与喷管-后体的干扰749

10.4.1 单发飞机750

10.4.1.1　尾翼位置750

10.4.1.2　尾翼展长756

10.4.1.3　后体修形756

10.4.2 双发飞机758

10.4.2.1　尾翼位置759

10.4.2.2　双垂尾参数766

10.4.3 单发和双发飞机的对比768

参考文献772

第11章　大迎角气动设计的特点…………………………………………………………方宝瑞11.0 符号表775

11.1 引言779

11.2 大迎角空气动力学的特点784

11.2.1 气流分离784

11.2.1.1 二维流动784

11.2.1.2　三维流动786

11.2.2 大迎角飞行品质的恶化791

11.2.2.1　纵向791

11.2.2.2　横侧792

11.2.3 大迎角空气动力非线性和飞机动力学795

11.2.3.1 非线性795

11.2.3.2　气动力交叉耦合797

11.2.3.3　时间相关性和气动力滞后798

11.2.3.4 与布局细节密切相关799

11.3 抖振801

11.3.1 概述801

11.3.2 试验方法803

11.3.3 预测方法805

11.3.4 提高抖振边界的措施807

11.3.4.1　翼型参数的影响807

11.3.4.2　机翼参数的影响808

11.3.4.3　机翼前后缘襟翼的影响808

11.3.4.4　机翼边条的影响809

11.4 失控和尾旋811

11.4.1 概述811

11.4.2 试验技术814

11.4.2.1　风洞试验814

11.4.2.2　风洞大迎角试验的雷诺数影响815

11.4.2.3　水洞试验817

11.4.2.4　动力相似模型的飞行试验817

11.4.2.5　飞行模拟器819

11.4.3 设计准则819

11.4.3.1　横侧失控准则819

11.4.3.2　纵横耦合准则822

11.4.3.3　俯仰失控准则823

11.4.3.4　尾翼阻尼效率因子823

11.5 改善大迎角气动特性的措施825

11.5.1 稳定性和操纵性825

11.5.1.1 良好的稳定性825

11.5.1.2　足够的操纵性829

11.5.2 机翼平面形状的影响834

11.5.3 前机身设计836

11.5.3.1　前机身长细比837

11.5.3.2　前机身截面形状840

11.5.3.3　钝头前机身845

11.5.4 其他布局措施846

11.5.5 一些战斗机的经验848

11.5.5.1 A-7攻击机848

11.5.5.2 F-4战斗机849

11.5.5.3 F-5战斗机852

11.5.5.4 F-14A战斗机852

11.5.5.5 YF-16/F-16A战斗机854

11.5.5.6 EA-6B电子战斗机858

参考文献862

第12章　机身设计…………………………………………………………………………方宝瑞12.0 符号表865

12.1 引言867

12.2 机身外形867

12.2.1 机身形状867

12.2.1.1　机身长细比和最大截面位置867

12.2.1.2　前机身外形868

12.2.1.3　机头钝度870

12.2.1.4　后机身外形872

12.2.2 前机身截面形状874

12.2.2.1　截面形状对单独前机身气动特性的影响874

12.2.2.2　截面形状对全机气动特性的影响875

12.2.3 融合体前机身881

12.2.3.1　单独前机身882

12.2.3.2　融合体前机身对全机气动特性的影响882

12.2.3.3　两种融合体机身外形887

12.2.3.4　M数影响889

12.2.4 机头下垂和后机身上翘890

12.2.4.1　机头下垂890

12.2.4.2　后机身上翘892

12.3 面积律893

12.3.1 跨音速面积律893

12.3.2 超音速面积律895

12.3.3 机身修形898

12.3.3.1　全部修形和部分修形898

12.3.3.2　鼓包修形899

12.3.3.3　修形M数的选择900

12.3.3.4　流线修形法905

12.4 座舱盖外形906

12.4.1 研究1906

12.4.2 研究2909

12.4.3 研究3912

12.4.4 结束语915

参考文献917

第13章　前掠机翼…………………………………………………………………………方宝瑞13.0 符号表920

13.1 引言923

13.2 鸭面影响929

13.2.1 小展弦比前掠机翼（A=2.5）929

13.2.1.1 下鸭面929

13.2.1.2 上鸭面931

13.2.1.3　前掠鸭面和后掠鸭面932

13.2.2 中展弦比前掠机翼（A=3.28）932

13.3 机翼前后缘襟翼和边条的影响934

13.4 横侧特性936

13.4.1 小展弦比前掠机翼（A=2.5）936

13.4.1.1　鸭式布局的前掠机翼方案936

13.4.1.2　鸭面上下位置的影响939

13.4.1.3　机翼上下位置的影响941

13.4.1.4　前掠机翼和后掠机翼的比较941

13.4.2 中展弦比前掠机翼（A=3.28）944

13.4.2.1 鸭面影响944

13.4.2.2　前后缘襟翼的影响944

13.4.2.3　边条影响945

13.4.2.4　鸭面和边条的综合影响945

13.5 前掠机翼和后掠机翼飞机方案的比较947

13.5.1 鸭式布局方案947

13.5.2 正常（平尾）布局方案949

13.5.2.1 前掠机翼方案FSW1与后掠机翼方案ASW2的比较949

13.5.2.2　前掠机翼方案FSW1与后掠机翼方案ASW3的比较952

13.5.3 跨音速高机动性战斗机方案954

13.5.3.1 FSW与SMF-1的对比954

13.5.3.2 FSW与HiMAT的对比955

13.5.4 结束语956

13.6 X-29A前掠机翼验证机957

13.6.1 气动布局设计958

13.6.2 纵向气动特性961

13.6.3 横侧气动特性964

13.6.3.1　横侧稳定性964

13.6.3.2　鸭面对横侧稳定性的影响966

13.6.3.3　后边条襟翼对横侧稳定性的影响968

13.6.3.4　横侧操纵性968

参考文献971

第14章　三翼面布局………………………………………………………………………方宝瑞14.0 符号表972

14.1 引言974

14.2 纵向气动特性976

14.2.1 升力特性976

14.2.2 阻力特性978

14.2.3 力矩特性979

14.2.4 鸭面位置981

14.3 横侧稳定性983

14.4 操纵性984

14.4.1 襟翼效率984

14.4.2 全动平尾效率985

14.4.3 副翼效率986

14.4.4 方向舵效率986

14.4.5 差动鸭面987

14.5 直接力控制990

14.6 结束语991

参考文献992

第15章　有尾与无尾布局的比较…………………………………………………………方宝瑞15.0 符号表993

15.1 引言995

15.2 无尾与固定和变后掠机翼有尾方案的比较996

15.3 有尾方案与无尾方案的比较999

15.3.1 超音速高空截击机方案999

15.3.1.1　零升阻力1000

15.3.1.2　诱导阻力和配平阻力1001

15.3.1.3　其他方面的比较1002

15.3.2 跨音速高机动性战斗机方案1004

15.3.3 放宽静稳定度的影响1006

15.4 有尾、无尾和鸭式方案的比较1009

15.5 稳定性操纵性和静不稳定度限制1011

15.5.1 平尾布局1012

15.5.2 无尾布局1014

15.5.3 鸭式布局1015

15.6 结束语1016

参考文献1018

第16章　外挂物布局………………………………………………………………………方宝瑞16.0 符号表1019

16.1 引言1022

16.2.1 外挂展向位置1025

16.2 机翼外挂1025

16.2.1.1　贴合式外挂1025

16.2.1.2　挂架式外挂（后掠机翼）1028

16.2.1.3　挂架式外挂（三角机翼）1030

16.2.1.4　挂架式外挂（平直机翼）1031

16.2.1.5　翼尖外挂1031

16.2.1.6　结束语1033

16.2.2 外挂弦向位置1036

16.2.2.1　贴合式外挂1036

16.2.2.2　挂架式外挂（后掠机翼）1036

16.2.2.3　挂架式外挂（三角机翼）1039

16.2.2.4　结束语1040

16.2.3 外挂垂直位置1041

16.2.3.1　后掠机翼1041

16.2.3.2　平直机翼1041

16.2.3.3　结束语1043

16.2.4.1　副油箱长细比1043

16.2.4.2　挂架1044

16.2.4.3　面积律1047

16.2.4.4　多外挂1048

16.2.4.5　机翼相对厚度1050

16.3 超音速外挂干扰1052

16.3.1.1　阻力1053

16.3.1 后掠机翼1053

16.3.1.2　升力1057

16.3.1.3　俯仰力矩1058

16.3.2 三角机翼和平直机翼1059

16.3.1.4　侧力和偏航力矩1059

16.3.2.1　阻力1060

16.3.2.2　升力1061

16.3.2.3　侧力1062

16.3.3 外挂外形和大小1064

16.4 机身外挂1066

16.4.1.1　半埋、贴合和挂架式的比较1067

16.4.1 半埋式、贴合式和挂架式外挂1067

16.4.1.2　外挂的外形1068

16.4.1.3　外挂前后位置1069

16.4.2 半埋凹槽影响1070

16.5 有利干扰和保形外挂1072

16.5.1.1　挂架式外挂1073

16.5.1 有利干扰1073

16.5.1.2　贴合式和半埋式外挂1076

16.5.2 保形外挂1079

16.5.2.1　保形集挂炸弹1080

16.6.1 机翼流场1082

16.6.1.1　45°后掠机翼1082

16.6 外挂载荷1082

16.6.1.2　平直机翼1086

16.6.2.1　展向位置影响1088

16.6.2 外挂载荷与外挂布局1088

16.5.2.2　保形副油箱1089

16.6.2.2　弦向位置影响1089

16.6.2.3　垂直位置影响1092

16.6.2.4　其他1094

16.7 投放和分离1099

16.8 发动机短舱1103

16.8.1 机翼短舱布局1104

16.8.2.1　翼下短枪1108

16.8.2 短舱与机翼的干扰1108

16.8.2.2　挂架1109

16.8.2.3　贴合式后短舱1110

16.8.2.4　机翼上部短舱1112

16.8.3 后机身短舱布局1113

16.9 结束语1115

参考文献1118

第17章　民用运输机的气动布局设计……………………………………………………赵国强17.0 符号表1122

17.2.1 机翼设计要求和评价准则1126

17.1 概述1126

17.2 机翼气动布局1126

17.2.2 机翼主要参数选择1128

17.2.3.1 运输机翼型发展的里程碑1130

17.2.3 高亚音速运输机翼型的发展1130

17.2.3.2　超临界翼型设计特点1132

17.2.3.3　超临界翼型的尺度效应1134

17.2.3.4　发散后缘翼型1135

17.2.4.1 设计状态的确定1138

17.2.4 高亚音速运输机机翼设计1138

17.2.4.2　控制翼型配置1139

17.2.4.3　最佳弯扭设计1140

17.2.4.4　弹性变形的影响1141

17.2.4.5　巡航外形和型架外形1142

17.2.4.6　翼根和翼尖区处理1144

17.2.5.2　层流机翼和层流控制1148

17.2.5 减少高亚音速巡航阻力的其他措施1148

17.2.5.1　概述1148

17.2.5.3　细纹——紊流减阻措施1149

17.2.5.4　翼梢小翼和其他翼尖装置1150

17.3.1.1　起飞和着陆爬升1158

17.3 增升装置气动布局1158

17.3.1 民用运输机增升装置设计要求1158

17.3.1.3　着陆场长1159

17.3.1.2　起飞场长1159

17.3.2.1　后缘增升装置1160

17.3.2 前、后缘增升装置的典型形式1160

17.3.3.1　对前、后缘增升装置的要求1162

17.3.2.2　前缘增升装置1162

17.3.3 增升装置气动力设计1162

17.3.3.3　增升装置的缝隙、重叠量和偏度的优化1163

17.3.3.2钩形升力面和二维粘性分析1163

17.3.3.4　翼吊短舱的飞机避免喷流打襟翼的几种方法1168

17.3.4.1 民用飞机安全性现状及对失速特性的要求1169

17.3.4 改善大迎角失速特性的措施1169

17.3.4.2　常用的防失速措施1170

17.4.1 概述1176

17.4 动力装置气动布局1176

17.4.2.1 概述1177

17.4.2 涡扇动力装置的翼吊布局1177

17.4.2.2　发动机短舱／机翼相对位置1178

17.4.2.3　发动机短舱／吊挂／机翼综合设计1183

17.4.2.4　翼吊布局的短舱／吊挂外形设计1185

17.4.3.1 引言1189

17.4.3 涡扇动力装置的尾吊布局1189

17.4.3.2　发动机短舱、吊挂在机身上定位及外形特点1190

17.4.4.1　短舱外形设计要求1192

17.4.4 矩舱气动外形设计1192

17.4.4.2　矩舱外形设计准则1193

17.5.1.1　平尾设计要求1195

17.5 尾翼和操纵面气动布局1195

17.5.1 尾翼和操纵面的设计要求1195

17.5.1.2　垂尾设计要求1196

17.5.1.3　副翼、扰流板设计要求1197

17.5.2.1　尾翼和操纵面统计数据1199

17.5.2 尾翼和操纵面气动布局设计1199

17.5.2.2　平尾气动布局设计1202

17.5.2.3　垂尾气动布局设计1204

17.5.2.4　副翼和扰流板气动布局设计1206

17.6.2.1　概述1207

17.6 民用飞机气动布局设计分析1207

17.6.1 美国Delta航空公司对150座级短程客机的要求1207

17.6.2 波音737-3001207

17.6.2.2　气动布局特点1208

17.6.3.1 引言1209

17.6.3 MD-821209

17.6.3.2　气动布局特点1210

17.6.4.1 引言1215

17.6.4 A3201215

17.6.4.2　气动布局特点1216

参考文献1224

第18章　其他问题…………………………………………………………………………方宝瑞18.0 符号表1226

18.2 翼根整流1228

18.1 引言1228

18.3.1.1 实体1236

18.3 隐身飞机的气动布局设计1236

18.3.1 引言1236

18.3.1.2　空腔体1237

18.3.1.3　边缘和缝隙1238

18.3.2.4　形成少量的反射波束1239

18.3.2 隐身气动设计原则1239

18.3.2.1 减少飞机的尺寸和部件1239

18.3.2.2　排除平面的镜面反射1239

18.3.2.3　消除角反射器1239

18.3.3.1　机翼1240

18.3.2.5　翼型头部尖削和减少相对厚度1240

18.3.2.6　消除或减弱散射源1240

18.3.2.7　利用部件相互遮蔽1240

18.3.3 隐身气动设计措施1240

18.3.3.2　机身1242

18.3.3.3　尾翼1245

18.3.3.5　喷管1246

18.3.3.4　进气道1246

18.3.4 结束语1247

18.3.3.6　部件的相互遮蔽1247

18.3.3.7　口盖和舱门1247

18.3.3.8　外挂1247

18.4.1.1　发展回顾1248

18.4 垂直和短距起落飞机1248

18.4.1 概述1248

18.4.1.2 V/STOL飞机1249

18.4.2.1　推进系统形式1251

18.4.2 气动布局与推进系统的综合设计1251

18.4.2.2　超音速V/STOL战斗机方案1253

18.4.3.1 短距飞机垂直着陆（STOVL）1257

18.4.3 短距起飞垂直着陆和短距起落1257

18.4.3.2 短距起落（STOL）1258

18.4.4 结束语1262

参考文献1265

第19章　计算流体动力学及其在气动布局设计中的应用………………………………张仲寅19.0 符号表1267

19.1.1.2　CFD的效益1269

19.1 计算流体动力学1269

19.1.1 引言1269

19.1.1.1　简史1269

19.1.1.3　CFD与风洞试验的关系1270

19.1.1.4　各种CFD方法的选用1271

19.1.2.2　欧拉方程组1272

19.1.2 计算流体动力学的数学方程1272

19.1.2.1　纳维-斯托克斯（N-S）方程组1272

19.1.2.3　全速势方程1273

19.1.2.5　附面层方程组1274

19.1.2.4　小扰动速势方程1274

19.1.2.6　雷诺方程组1275

19.1.3.1 概述1276

19.1.2.7　其他形式的方程及初、边值条件1276

19.1.3 面元法1276

19.1.3.2　计算亚音速薄翼升力特性的涡格法1277

19.1.3.3　面元法的理论基础1278

19.1.3.4　低阶面元法和高阶面元法1280

19.1.3.5　小结1280

19.1.4 有限差分法1280

19.1.4.1 概述1280

19.1.4.2　有限差分近似1281

19.1.4.3　收敛性、相容性和稳定性1282

19.1.4.4 显式格式和隐式格式1283

19.1.4.5 CFL条件、人工粘性、TVD格式1283

19.1.4.6 二步格式1287

19.1.4.7　松弛迭代法1288

19.1.4.8　其他方法1289

19.1.5 其他各种解法1289

19.1.5.1　有限元素法1289

19.1.5.2　边界元法1291

19.1.5.3　有限体积法1292

19.1.5.4　附面层微分方程解法1292

19.1.5.5　有粘／无粘迭代算法1295

19.1.6.1　附面层计算的反方法1296

19.2 计算流体动力学在飞机气动设计中的应用1298

19.2.1 概述1298

19.1.6.2　大迎角分离流动1298

19.2.2 亚、超音速全机气动力计算1299

19.2.2.1 引言1299

19.2.2.2　计算方法1299

19.2.2.3　计算结果与试验的比较1300

19.2.3 机翼最佳弯扭设计1300

19.2.3.1 引言1300

19.2.3.2　亚音速机翼弯扭设计1300

19.2.3.3　亚、超音速机翼弯扭设计算例1302

19.2.4 跨音速机翼和翼型的气动设计1305

19.2.4.1 引言1305

19.2.4.2　设计计算方法1306

19.2.4.3　设计实例1308

19.2.4.4　补充说明1310

19.2.5 其他设计计算方法1310

19.2.5.1　多段翼型气动计算1312

19.2.5.2　翼身-挂架-外挂的跨音速小扰动计算1313

19.2.5.3　翼-身组合体跨音速全速势方程计算1313

19.2.5.4　进、排气系统的内流计算1313

19.2.5.5　静气动弹性和非定常气动力计算1313

19.2.6 计算机辅助空气动力设计的现状和发展趋势1313

19.2.6.1　计算机辅助空气动力设计的现状1313

19.2.6.2　计算机辅助空气动力设计的发展趋势1320

参考文献1324