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第1章 灿烂的前景、白热化的竞争、高难度的挑战 1

1.1 对未来民机需求的不同预测 1

1.2 A380和B787之争 4

1.3 单通道（窄体）客机的群雄竞争 9

1.4 对未来民机的要求 13

1.4.1 N+1常规布局飞机 13

1.4.2 两种布局并举的N+2代飞机 16

1.4.3 N+3代先进民用飞机 28

1.4.4 超声速民机 49

1.4.5 欧盟的2050年航空发展展望 54

1.4.6 REVCON项目 57

1.5 结束语 58

参考文献 59

第2章 翼身融合体（BWB）民机 62

2.1 BWB概念的出发点 63

2.2 BWB的研究和发展 64

2.3 欧盟航空界的BWB气动设计研究 71

2.4 BWB外形的多学科优化设计 73

2.4.1 WingMOD多学科优化设计软件 73

2.4.2 发动机和机体一体化设计 77

2.5 俄罗斯的研究 79

2.6 分布式发动机BWB飞机的多学科优化设计 81

2.6.1 分布式发动机概念 81

2.6.2 喷气机翼和喷气襟翼（Jet flap）概念 82

2.6.3 分布式发动机模型 82

2.6.4 多学科优化设计结果 84

2.7 X-48B和X-48C 87

2.8 BWB空气动力外形工程设计的一种数值优化方法 89

2.8.1 设计方法概述 89

2.8.2 优化设计结果的讨论 90

2.9 结束语 93

参考文献 93

第3章 高经济性静音中航程民机 96

3.1 SAX-40中航程概念飞机简介 96

3.2 实现设计目标可能性的分析和设计思想的形成 97

3.3 三轮SAX的发展 98

3.4 关键技术的讨论 99

3.4.1 准三维机体外形的设计方法（Q-3D） 99

3.4.2 Q-3D设计方法的验证 100

3.4.3 前缘前弯的中央体气动外形设计 102

3.4.4 可平滑下弯的外翼前缘及升降副翼的后缘刷 103

3.4.5 吸入边界层的多风扇埋入式发动机组和喷口截面可变推力矢量喷管组合的先进推进系统 103

3.5 SAX-40优异性能概括 107

3.5.1 SAX-40的低噪声 107

3.5.2 SAX-40的油耗高经济性 109

3.5.3 SAX的低排污性 109

3.6 结束语 110

参考文献 110

第4章 支撑机翼跨声速民机 112

4.1 优化问题的提法 115

4.2 各学科计算方法 116

4.2.1 空气动力学 116

4.2.2 结构和重量 118

4.2.3 稳定和操纵 119

4.2.4 推力 121

4.2.5 其他 121

4.3 计算结果和SBW提高飞机性能的潜能讨论 121

4.3.1 SBW优于常规飞机 121

4.3.2 航程的影响 124

4.3.3 技术水平进步的灵敏度分析 125

4.3.4 成本分析比较 126

4.3.5 优化约束条件作用的灵敏度分析 126

4.4 多学科优化设计和工程创新思想 128

4.5 结束语 129

参考文献 129

第5章 层流流动控制技术及应用 131

5.1 未来民机设计有望应用层流流动控制技术 131

5.2 减少摩擦阻力是减少民机阻力的重要途径 132

5.2.1 摩阻占民机总阻力的50％左右 132

5.2.2 目前减少摩阻的两种措施 132

5.3 层流流动控制技术 133

5.3.1 层流流动控制减阻分析 133

5.3.2 三种层流流动控制技术 137

5.3.3 层流流动控制技术的研究简况 142

5.3.4 层流流动控制技术可带来的效益 143

5.4 层流流动控制的设计方法 144

5.4.1 设计方法 144

5.4.2 转捩位置的计算 145

5.5 层流流动控制飞机的运行维护 153

5.5.1 昆虫的污染 154

5.5.2 冰粒和云层中颗粒的污染 154

5.6 层流流动控制技术研究的几个重要进展 155

5.6.1 X-21A（WB-66）的缝道吸气飞行试验（1960—1965年） 155

5.6.2 Jetstar HLFC前缘系统模拟飞行航线的飞行试验（1983—1986年） 156

5.6.3 B757 HLFC飞行试验（1990—1991年） 162

5.7 结束语 164

参考文献 164

第6章 高升力系统外形空气动力及流动分离的控制技术 169

6.1 引言 169

6.2 RANS方程方法求解高升力外形流场的进展 171

6.3 高升力计算专题研讨会（HiLiftPW-I） 180

6.3.1 概况 180

6.3.2 计算与实验结果的对比 183

6.3.3 小结 194

6.4 欧盟高升力（EUROLIFTⅠ，Ⅱ）项目 195

6.4.1 EUROLIFT Ⅰ 195

6.4.2 EUROLIFT Ⅱ 202

6.5 高升力外形CLmax的雷诺数效应 213

6.6 计及转捩影响的高升力计算 220

6.7 高升力系统分离流动的流动控制技术 226

6.7.1 引言 226

6.7.2 非定常激振控制流动的分离 227

6.7.3 非定常激振分离控制概念应用于民机的潜能评估 241

6.7.4 ADVINT（Adaptive Flow Control Vehicle Integrated Technologies）项目 244

6.7.5 多点激振的研究 258

6.7.6 小结 286

6.8 高效巡航短距起降（cruise efficient short take-off and landing,CESTOL）飞机的概念 288

6.8.1 小尺寸模型的风洞实验 289

6.8.2 大尺寸模型的风洞实验 295

参考文献 298

第7章 超声速民用机和噪声的控制 305

7.1 第一代超声速民用机——协和号（Concorde） 305

7.2 第二代超声速民用机——HSCT项目 305

7.3 超声速公务机（supersonic business jet,SSBJ）研究 306

7.4 湾流公司QSJ方案 310

7.5 2020—2035年期间的超声速民用机研究 314

7.5.1 市场分析和设计要求 314

7.5.2 飞机外形的探索 317

7.6 欧盟的HISAC项目 325

7.7 减小音爆的研究 328

7.7.1 概述 328

7.7.2 湾流公司静音探针（quiet spikeTM）的研究 329

7.7.3 非标准大气的影响和美国大陆可能发生音爆的初步估计 336

7.7.4 DARPA减小音爆外形设计的演示验证（SSBD） 338

7.8 噪声抑制技术的研究 347

7.8.1 QTD（Quiet Technology Demonstrator）2项目 350

7.8.2 抑制机体噪声（airframe noise,AFN）的研究 368

7.8.3 噪声的计算方法 385

7.8.4 小结 409

参考文献 410

第8章 多学科综合和优化设计 422

8.1 引言 422

8.2 机体／发动机相互协调的综合设计（SnAPII） 424

8.2.1 SnAPII技术概述 424

8.2.2 应用SnPAII技术于常规民机布局和翼身融合体布局可能获益的估计 437

8.2.3 使用SnPAII技术的可能的革新型布局形式 441

8.3 多学科优化设计（MDO） 443

8.3.1 MDO方法 443

8.3.2 概念设计的多学科优化设计 447

8.3.3 波音公司的MDOPT软件 448

8.3.4 民机多学科优化设计举例 451

8.3.5 MDO应用的现状和未来 461

参考文献 464

附录1 469

附录2 471

缩略语 481

索引 485