典型外形高超聲速流動(dòng)特性

內(nèi)容概要

作為國家863高技術(shù)研究計(jì)劃的航天航空高技術(shù)領(lǐng)域支持的一個(gè)階段研究成果“典型外形高超聲速流動(dòng)特性”這本書出版了，這是一件值得慶賀的事。    我國863高技術(shù)研究項(xiàng)目的一個(gè)重點(diǎn)就是跟蹤世界各國特別是發(fā)達(dá)國家高技術(shù)的前沿，如何能有效地跟蹤少走彎路，發(fā)展具有我國特色的高技術(shù)，使我國的高技術(shù)真正達(dá)到世界先進(jìn)水平，是擺在我們面前的緊迫需求。    從萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)以來，一百多年的歷史證明空氣動(dòng)力學(xué)是發(fā)展航空航天高技術(shù)的先行官，空氣動(dòng)力學(xué)的理論在這百年里得到了巨大的發(fā)展。盡管這樣，對于型號(hào)總（氣動(dòng)）設(shè)計(jì)師來講還不能單純地依靠理論計(jì)算結(jié)果，而必須依賴于大量地面風(fēng)洞的試驗(yàn)結(jié)果。為了設(shè)計(jì)性能更高的航空航天器，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的種類、精度、準(zhǔn)度和可靠性要求越來越高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差錯(cuò)將導(dǎo)致很多不可預(yù)測的嚴(yán)重后果。    這本書看似一本數(shù)據(jù)集，其實(shí)際意義遠(yuǎn)不至此。這里討論的典型外型是目前世界各國已經(jīng)研制成功或正在考慮的各種可能外形中具有代表性的外形。了解這些外形氣動(dòng)性能的優(yōu)缺點(diǎn)、吸收別國的經(jīng)驗(yàn)，是將來我們提出自己的氣動(dòng)外形的先決條件。當(dāng)然這里提供的只是數(shù)據(jù)和初步分析，這些數(shù)據(jù)為進(jìn)一步的深入分析提供了很好的基礎(chǔ)。    這些數(shù)據(jù)的獲取和整理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它涉及國內(nèi)多座風(fēng)洞，在很多空氣動(dòng)力學(xué)工作者參加下發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神完成的。他們克服了很多困難，在已有調(diào)試工作的基礎(chǔ)上，提供了盡可能可靠的數(shù)據(jù)。書中還提供了風(fēng)洞有關(guān)性能，所用傳感器，測試系統(tǒng)特點(diǎn)和所用的數(shù)據(jù)處理方法，這些都作為進(jìn)一步分析的依據(jù)。    在多年的工作中我們曾經(jīng)把風(fēng)洞分為生產(chǎn)性風(fēng)洞與研究性風(fēng)洞，當(dāng)然其中沒有很嚴(yán)格的界限。一般講來，生產(chǎn)性風(fēng)洞所用的型號(hào)模型，要能反映型號(hào)的一定細(xì)節(jié)，盡可能滿足各種相似參數(shù)的要求。所以一般說來生產(chǎn)性風(fēng)洞的尺寸比研究性風(fēng)洞尺寸要大，生產(chǎn)性風(fēng)洞就是需要生產(chǎn)數(shù)據(jù)，直接為型號(hào)所用。由于型號(hào)尺寸愈來愈大，因而為了滿足相似性要求，例如雷諾數(shù)的要求，建設(shè)的生產(chǎn)性風(fēng)洞尺寸也越來越大。事實(shí)上一切研究工作要用到型號(hào)上也要經(jīng)過生產(chǎn)性風(fēng)洞的檢驗(yàn)，所以生產(chǎn)性風(fēng)洞的精確度實(shí)在是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題，要把航空航天的技術(shù)發(fā)展好，這是一個(gè)非抓好不行的基礎(chǔ)。    這本“數(shù)據(jù)集”是廣大空氣動(dòng)力工作者的集體貢獻(xiàn)，但它反映了專題組的專家們從立題之初指導(dǎo)思路明確、制定選題原則適當(dāng)，按系統(tǒng)工程組織在全過程中實(shí)施，直到后期堅(jiān)持完成分析與整理工作等方面所表現(xiàn)的創(chuàng)新性工作是有價(jià)值的，因此得到863—702專家組的繼續(xù)支持，使得這本書能夠順利出版。我希望這本書的出版能進(jìn)一步促進(jìn)提高風(fēng)洞生產(chǎn)數(shù)據(jù)的水平，為數(shù)值模擬方法提供認(rèn)證工具，并能更多啟發(fā)航空航天型號(hào)設(shè)計(jì)師的靈感，從而盡快結(jié)束跟蹤階段，為世界的新型航空航天飛行器，做出中國人應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

書籍目錄

符號(hào)表第1篇　緒論　第1章　概論　　1.1 引言　　1.2 研究大綱　　1.3 大綱內(nèi)容簡述　　1.4 章節(jié)內(nèi)容簡介　　1.5 參加單位與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人　　參考文獻(xiàn)　第2章　風(fēng)洞與模型／李素循董廣彪孔榮宗谷笳華姜作周　　2.1 風(fēng)洞簡介　　2.2 模型幾何尺寸　　2.3 模型照片第2篇　雙橢球模型外形的力／熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)　第3章　雙橢球表面壓力分布（下吹式高超聲速風(fēng)洞）　　3.1 引言　　3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　3.3 實(shí)驗(yàn)過程　　3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　3.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第4章　雙橢球表面壓力分布（炮風(fēng)洞）　　4.1 引言　　4.2 實(shí)驗(yàn)條件、模型與儀器　　4.3 實(shí)驗(yàn)過程　　4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　4.5 結(jié)論　第5章　雙橢球測熱實(shí)驗(yàn)研究（激波風(fēng)洞）　　5.1 引言　　5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　5.3 實(shí)驗(yàn)過程　　5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　5.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第6章　雙橢球測熱實(shí)驗(yàn)研究（炮風(fēng)洞）　　6.1 引言　　6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　6.3 實(shí)驗(yàn)過程　　6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　6.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)第3篇　空天飛機(jī)的力／熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究　第7章　空天飛機(jī)模型測壓實(shí)驗(yàn)研究（下吹式高超聲速風(fēng)洞）　　7.1 引言　　7.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　7.3 實(shí)驗(yàn)過程　　7.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　7.5 結(jié)論　第8章　空天飛機(jī)模型測壓實(shí)驗(yàn)研究（炮風(fēng)洞）　　8.1 引言　　8.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　8.3 實(shí)驗(yàn)過程與數(shù)據(jù)處理　　8.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　8.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第9章　空天飛機(jī)模型測熱實(shí)驗(yàn)研究（激波風(fēng)洞）　　9.1 引言　　9.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　9.3 實(shí)驗(yàn)過程　　9.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　9.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第10章　空天飛機(jī)模型測熱實(shí)驗(yàn)研究（炮風(fēng)洞）　　10.1 引言　　10.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　10.3 實(shí)驗(yàn)過程：　　10.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　10.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)第4篇　空天飛機(jī)氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)　第11章　空天飛機(jī)縱向與滾轉(zhuǎn)氣動(dòng)力特性（下吹式高超聲速風(fēng)洞）　　11.1 引言　　11.2 風(fēng)洞、模型和實(shí)驗(yàn)條件　　11.3 數(shù)據(jù)處理和誤差分析　　11.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論　　　　11.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第12章　空天飛機(jī)縱橫向氣動(dòng)力特性（下吹式高超聲速風(fēng)洞）　　12.1 引言　　12.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　12.3 實(shí)驗(yàn)過程　　12.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　12.5 結(jié)論　第13章　空天飛機(jī)模型測力（炮風(fēng)洞）　　13.1 引言　　13.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測量系統(tǒng)　　13.3 實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)處理　　13.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　13.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第14章　空天飛機(jī)模型測力（激波風(fēng)洞）　　14.1 引言　　14.2 儀器與測量精度　　14.3 實(shí)驗(yàn)過程　　14.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　14.5 結(jié)論　第15章　跨超聲速風(fēng)洞空天飛機(jī)模型測力（暫沖式風(fēng)洞）　　15.1 引言　　15.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備　　15.3 實(shí)驗(yàn)條件　　15.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理　　15.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　15.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度分析　　15.7 結(jié)論第5篇　航天飛機(jī)壓力環(huán)境與三維控制翼熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)　第16章　航天飛機(jī)（機(jī)身、機(jī)翼）測壓實(shí)驗(yàn)　　16.1 引言　　16.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型和測試儀器　　16.3 實(shí)驗(yàn)過程　　16.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　16.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)　第17章　三維楔形熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)　　17.1 引言　　17.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、模型與儀器　　17.3 實(shí)驗(yàn)過程　　17.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　17.5 結(jié)論　　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1篇 緒論　　第1章 概論　　李素循　　1.1 引言　　目前人類已經(jīng)研制并成功飛行的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)主要可分為兩種，一種是一次性使用的載人或載貨宇宙飛船，另一種則是帶翼具有可重復(fù)使用能力的航天飛機(jī)。20世紀(jì)60年代以來美國相繼成功地設(shè)計(jì)制造了“水星號(hào)”、“雙子星”號(hào)、“阿波羅”號(hào)、蘇聯(lián)建造的“東方I號(hào)”、“聯(lián)盟”號(hào)等飛船類軌道器。它們均具有大鈍頭軸對稱體的特點(diǎn)，不帶翼，依靠噴氣反作用力控制飛行姿態(tài)。氣動(dòng)外形比較簡單，較多考慮防熱特性要求，在氣動(dòng)特性方面保持低升阻比，因此機(jī)動(dòng)能力較差。以后美國率先研制的STS系列航天飛機(jī)和前蘇聯(lián)研制的暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)具有類似的外形，采用了飛機(jī)機(jī)身與雙三角翼融合、帶有立尾的類飛機(jī)外形，這類航天飛機(jī)的升阻比明顯提高了，既要求氣動(dòng)外形合理，又要考慮可重復(fù)使用的防熱方案要求?！　?0世紀(jì)80年代以來，在美國、歐洲各國及日本又相繼提出新的氣動(dòng)布局，總體方案中包括動(dòng)力配置、階段飛行、氣動(dòng)外形、起飛著陸等方面；根據(jù)發(fā)射與返回著陸方案不同，可分為垂直發(fā)射、多級人軌、單級人軌、垂直起降、水平起降；氣動(dòng)外形可分為有主翼、無尾翼或無翼面等。如法國的HERMES和日本的HOPE軌道器外形，則選擇了無立尾機(jī)身與三角翼尖端側(cè)仰組成的氣動(dòng)布局。以上各種努力主要為了滿足降低成本的可重復(fù)使用空間飛行器設(shè)計(jì)要求，與此同時(shí)還發(fā)展了一些旨在進(jìn)行飛行試驗(yàn)的演示機(jī)。90年代初公布的歐洲空天研究計(jì)劃中曾考慮進(jìn)行系統(tǒng)的典型的地面實(shí)驗(yàn)作為理論分析與數(shù)值計(jì)算的認(rèn)證依據(jù)。　　因此在選定天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)之初，空氣動(dòng)力（熱）的有關(guān)專題應(yīng)先行啟動(dòng)。這些專題包括與總體性能有關(guān)的地面實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬和必要的飛行試驗(yàn)。

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