高超声速气动力试验PDF电子书下载

第1章 概论 1

高超声速气动力试验发展概况 1

高超声速流动特征 4

高超声速气动力试验的任务及一般要求 11

高超声速气动力试验的研究方法及主要试验技术 15

高超声速气动力试验在航天飞行器发展中的作用和地位 20

参考文献 24

第2章 高超声速气动力试验的基本理论和相似准则 25

相似理论 25

量纲分析 26

相似定理 31

常用的相似参数 35

坐标系及其坐标转换 38

坐标系的定义 38

角度的定义 39

力矢量和力矩矢量方向的定义 40

基本转换矩阵的定义 41

坐标系转换路径 42

坐标系转换关系 42

高超声速风洞气动力试验模拟准则 45

喷流干扰试验模拟准则 47

低密度风洞气动力试验模拟准则 49

玻耳兹曼方程及其边界条件 49

相似参数和流态划分 50

低密度高超声速风洞气动力试验模拟准则 53

模型自由飞气动力试验模拟准则 54

参考文献 55

第3章 高超声速地面模拟试验设备概况 56

国内外风洞设备概况 56

高超声速风洞设备种类 57

国内外高超声速风洞概况 63

国内典型风洞地面模拟试验设备性能 64

常规高超声速风洞 64

激波风洞 70

高超声速推进风洞 75

超高速自由飞弹道靶 80

高超声速低密度风洞 83

参考文献 87

第4章 高超声速风洞流场校测 89

气动力试验对风洞气流品质的要求 89

风洞流场品质对气动力试验影响 89

风洞流场品质的基本要求 92

流场校测 93

喷管壁面轴向马赫数分布测量 93

稳定段总温分布和总压分布测量 94

喷管出口截面边界层位移厚度测定 94

试验段速度场校测 95

试验段温度场校测 97

试验段方向场校测 97

标准模型试验 98

数据处理方法 103

试验段速度场校测数据处理 103

稳定段和试验段温度场校测数据处理 105

喷管出口截面边界层位移厚度测定数据处理 106

典型流场校测结果 109

改善风洞流场品质的方法 111

附录计及温度对比热比影响的热力学完全气体流动参数计算公式 112

参考文献 116

第5章 高超声速气动力试验模型设计 118

高超声速气动力试验模型设计一般要求 118

模型设计的基本要求 118

模型在风洞中的位置 119

模型的支撑 119

模型结构的一般要求 120

模型和支杆的强度要求 121

模型和支杆的刚度要求 121

模型的精度要求 122

高超声速风洞气动力试验模型设计 123

常规高超声速风洞试验模型设计 123

推进风洞试验模型设计 126

低密度风洞试验模型设计 127

激波风洞试验模型设计 129

模型材料及缩比的选择 129

模型连接部分设计 130

模型外形设计 131

自由飞弹道靶模型设计 131

弹道靶模型设计要求 131

模型设计的基本原则 133

模型尺寸的限制 134

模型的结构要求 134

模型的强度要求 134

模型表面粗糙度 135

模型的精度要求 135

弹托设计要求 136

喷流干扰气动力试验模型设计 137

喷流干扰模型设计基本要求 137

冷气喷流试验模型设计 138

热气喷流试验模型设计 141

参考文献 142

第6章 风洞天平及其校准 144

引言 144

压电天平及其校准 145

压电天平 145

压电天平设计 149

压电天平的校准 155

微量天平及其校准 160

微量天平设计 160

微量天平校准 164

中温天平 167

中温天平设计 167

温度补偿及修正 168

中温天平校准 170

水冷天平 171

其他特种测力天平 172

铰链力矩天平 173

推力测量天平 174

表面摩阻天平 175

喷流试验天平 177

压心天平 179

小滚转力矩天平 180

参考文献 181

第7章 试验技术 182

试验程序和一般试验方法 182

全模测力试验 186

全模测力试验的一般做法 186

不同高超声速风洞全模测力试验的特殊性 189

压力分布测量试验 189

模型自由飞试验 191

激波风洞中模型自由飞试验 191

高超声速推进风洞中模型自由飞试验 195

喷流干扰试验 196

模拟方法 197

喷流模型及装置 198

高超声速进气道试验 198

研究内容和试验目的 199

试验方法 199

铰链力矩试验 203

试验方法 203

应注意的问题 205

动稳定性试验 206

自由振动法 206

自由滚转试验技术 212

自由翻滚试验技术 213

强迫振动试验技术 215

风洞模型自由飞试验技术 216

参数辨识技术 217

级间分离及多体分离试验 219

无喷级间分离试验 220

有喷级间分离试验 222

轨道器分离试验 224

小滚转力矩／小不对称气动特性试验 225

天平直接测量法 225

自由滚转法 226

气浮轴承加天平法 226

角度、同轴度的影响 227

参考文献 228

第8章 试验数据的处理与分析 229

对数据采集与处理系统的要求 229

连续式风洞试验数据采集与处理系统 237

脉冲风洞试验数据采集与处理系统 243

风洞试验数据的处理 245

流场参数计算 245

天平坐标系载荷计算 247

体轴系载荷计算 248

角度的计算方法 251

模型自重修正 255

体轴系和风轴系的气动系数计算 256

非滚转体轴系和非滚转风轴系的气动系数计算 259

静态气动导数计算和截距修正 260

角度圆整化方法 261

试验数据的拟合和插值方法 261

重复性试验结果的平均值及均方根误差计算 263

对数据文件总体要求 263

风洞试验数据不确定度分析及质量评估 266

误差理论 266

风洞试验数据误差计算公式 274

误差源分析 287

对风洞试验数据的不确定度要求 289

影响试验数据准度因素分析 290

参考文献 293

第9章 弹道靶气动力试验 295

引言 295

弹道靶气动力试验的特点 296

常用的坐标系 298

地球固连坐标系（OdXdYdZd） 298

物体固连坐标系（OwXwYwZw） 298

模型定向固连平面坐标系（OpXpYpZp） 300

弹道坐标系（ObXbYbZb） 302

自由飞物体的运动方程 302

飞行动力学 303

作用在飞行器上的力和力矩 310

运动微分方程组 316

三周期法 320

测定阻力系数的技术 328

常系数情况 328

变系数情况 329

其他气动力特性的测量 331

弹道靶气动力参数辨识 337

参数辨识方法 339

系统数学模型 340

气动力数学模型 342

参数估计 343

灵敏度方程组 348

弹道靶上的具体应用 351

误差分析 353

附录 微分修正的最小二乘法 357

参考文献 361

第10章 高超声速气动力试验的发展 362

高超声速飞行器的新发展 362

天地往返运输系统 362

战略导弹再入弹头 365

远程战术及攻防对抗武器 367

航空支援轨道转换飞行器 371

小型低轨道卫星 371

设想中的高超声速运输机 372

高超声速气动力试验的热点问题 373

高超声速气动力试验的发展趋势 377

参考文献 379