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