再入机动飞行器气动设计与实践PDF电子书下载

第1章 再入机动飞行器及其气动设计发展概况 1

1.1 国外精确制导弹道导弹研究现状 1

1.2 国外再入机动飞行器发展概况 4

1.2.1 美国第一代机动飞行器 4

1.2.2 美国第二代机动飞行器 6

1.2.3 美国第三代机动飞行器 7

1.2.4 潘兴Ⅱ再入机动弹头 8

1.2.5 俄罗斯（苏联）再入机动飞行器 9

1.3 国外再入机动飞行器气动技术发展概况 10

1.3.1 高超声速风洞试验技术发展 10

1.3.2 高超声速工程预估和数值计算技术发展 11

1.4 我国再入机动飞行器及其气动技术的发展 13

1.4.1 我国再入机动飞行器发展概况 13

1.4.2 我国高超再入机动飞行器气动设计技术发展 14

参考文献 16

第2章 高超声速空气动力学基本原理及工程预测方法 17

2.1 高超声速流动的特征 17

2.1.1 薄激波层 17

2.1.2 粘性干扰 18

2.1.3 熵层 19

2.1.4 高温效应 19

2.1.5 低密度效应 21

2.2 解决高超声速再入机动飞行器气动问题的技术途径 23

2.2.1 研究气动问题的手段 23

2.2.2 工程上进行气动设计的流程 23

2.2.3 地面风洞试验 24

2.2.4 试验数据的修正 25

2.3 高超声速无粘流动分析 25

2.3.1 气体动力学基本方程 26

2.3.2 高超声速小扰动简化方程组 27

2.3.3 高超声速流的激波关系式和马赫数无关原理 28

2.4 高超声速气动力的工程预测方法 32

2.4.1 牛顿理论 32

2.4.2 切劈法和切锥法 34

2.4.3 激波-膨胀波法 35

2.5 空气舵再入机动飞行器气动设计的部件组合法 36

参考文献 38

第3章 再入机动飞行器气动外形初选 39

3.1 气动外形的设计原则和约束 39

3.1.1 较大的机动能力 40

3.1.2 较强的巡航能力 42

3.1.3 足够的装填空间 43

3.1.4 可控的末端速度 43

3.1.5 较小的雷达散射 43

3.1.6 较弱的交连耦合 44

3.1.7 较优的控制品质 44

3.2 单独体的气动外形和选取 45

3.2.1 单独体的基本外形 45

3.2.2 球锥体外形的气动预估和选取 47

3.3 舵面的气动外形和选取 49

3.3.1 舵面的选取原则 49

3.3.2 三角翼 50

3.3.3 矩形翼 51

3.3.4 梯形翼 52

3.3.5 舵面外形的选取 53

3.4 本章小结 54

参考文献 55

第4章 再入机动飞行器气动外形参数的优选与确定 56

4.1 试验设计的基本思路和方法 56

4.1.1 正交设计法原理和实现方法 57

4.1.2 再入机动飞行器气动布局的正交设计 58

4.1.3 试验结果单指标的直观分析 60

4.1.4 多指标的综合平衡和基本体方案优选 63

4.2 舵体组合气动外形的试验与优选 64

4.2.1 单独体外形的试验验证和选取 65

4.2.2 控制舵面外形的试验验证和选取 65

4.2.3 舵面尺寸变化对气动性能的影响 66

4.2.4 组合体外形压心系数的比较分析 68

4.3 本章小结 69

参考文献 70

第5章 “＋”型布局和“×”型布局气动性能的比较 71

5.1 舵面布局简述 71

5.2 控制方式的差异 71

5.3 静稳定裕度的差异 73

5.4 配平攻角的差异 77

5.5 升力和升阻比的差异 79

5.6 舵面控制效率和舵面压力的差异 80

5.7 交连耦合的差异 82

5.8 本章小结 84

参考文献 85

第6章 再入机动飞行大攻角大侧滑角气动特性分析 86

6.1 大攻角大侧滑角风洞试验方法 86

6.2 单独体的气动特性分析 88

6.2.1 静稳定裕度 88

6.2.2 法向力系数 89

6.2.3 俯仰力矩系数 90

6.3 控制舵面的气动特性分析 92

6.3.1 零舵偏法向力系数 92

6.3.2 有舵偏法向力系数 95

6.3.3 舵面铰链力矩系数 96

6.3.4 舵面压心系数 98

6.4 组合体俯仰控制气动特性分析 99

6.4.1 轴向力系数 99

6.4.2 法向力系数 100

6.4.3 侧向力系数 102

6.4.4 偏航力矩系数 102

6.4.5 滚转力矩系数 103

6.4.6 纵横向压心系数 103

6.5 组合体滚转控制气动特性分析 105

6.6 本章小结 108

参考文献 110

第7章 再入机动飞行器稳定性与机动性 111

7.1 静稳定裕度的表述方式 111

7.2 机动性能分析 113

7.2.1 攻角与舵偏角的匹配关系 113

7.2.2 配平能力分析 114

7.3 稳定性能分析 116

7.3.1 惯性与机动飞行的静稳定性 116

7.3.2 静稳定裕度选取 118

7.3.3 舵面偏转对静稳定裕度的影响 119

7.4 机动性与稳定性的关系 119

7.5 高马赫数大攻角下的航向稳定性 121

7.5.1 单独体大攻角下的航向稳定性 121

7.5.2 空气舵再入机动飞行器的航向稳定性 122

7.6 本章小结 124

参考文献 125

第8章 广义气动力近似公式及在锥形运动中的应用 126

8.1 等效舵偏假设下广义气动力公式 126

8.2 锥形运动形成的机理及配平参数的确定 130

8.2.1 锥形运动形成的机理 130

8.2.2 配平状态气动数据的确定 131

8.3 配平状态下的气动性能分析 132

8.4 本章小结 134

参考文献 135

第9章 再入机动飞行器气动误差带 136

9.1 气动系数误差源及误差分析方法 137

9.1.1 气动系数误差源 137

9.1.2 误差分析方法 137

9.2 风调试验数据精度和准度分析 138

9.2.1 风洞试验数据精度分析 138

9.2.2 风洞试验数据准度分析 140

9.3 再入飞行仿真用气动系数提供方法误差分析 145

9.4 气动误差带的确定 146

9.5 本章小结 147

参考文献 148

第10章 再入机动飞行器气动噪声研究与应用 149

10.1 再入飞行器气动噪声形成机理 149

10.1.1 脉动压力定义 149

10.1.2 再入飞行器脉动压力类型 150

10.1.3 再入飞行器强噪声效应 150

10.2 再入飞行器气动噪声声学特性 151

10.2.1 均方根脉动压力与总声压级 151

10.2.2 功率谱密度 152

10.3 再入飞行器气动噪声预测方法 154

10.3.1 脉动压力工程计算方法 154

10.3.2 脉动压力地面风洞试验方法 155

10.4 再入机动飞行器气动噪声研究与应用 157

10.4.1 再入机动飞行器气动噪声特性研究 157

10.4.2 再入机动飞行器气动噪声研究应用 159

10.5 本章小结 159

参考文献 161

第11章 再入机动飞行器空气舵前缘流场结构分析 162

11.1 激波-激波干扰类型 162

11.2 翼前缘结构比较与分析 164

11.3 本章小结 168

参考文献 169

第12章 轴对称与面对称机动飞行器气动特性差异 170

12.1 高超声速机动飞行器气动布局的发展变化 170

12.1.1 轴对称布局弹道式再入飞行器的发展 170

12.1.2 面对称布局外形升力式大气层长航时飞行器的提出和兴起 172

12.2 飞行特性与设计需求差异分析 173

12.2.1 飞行特性差异分析 174

12.2.2 设计需求差异分析 175

12.3 外形特征差异分析 176

12.3.1 可实现大过载机动飞行的轴对称飞行器外形特征 176

12.3.2 可实现大气层长航时机动飞行的面对称飞行器外形特征 176

12.4 典型气动特性差异分析 177

12.4.1 升阻比特性分析 177

12.4.2 纵向静稳定特性与机动配平能力分析 179

12.4.3 诱导滚转特性与滚转控制特性对比分析 181

12.5 本章小结 182

参考文献 184