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直升機空氣動力學(工業和信息化部十四五規劃教材)/直升機空氣動力學叢書

  • 作者：招啟軍//徐國華//王博|責編:惠雪//曾佳佳|總主編:招啟軍
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030771674
  • 出版日期：2024/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：294
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    《直升機空氣動力學》為工業和信息化部「十四五」規劃教材，是航空高等院校飛行器設計專業「直升機空氣動力學」課程教材。全書共12章：直升機簡介部分主要介紹直升機的發展與直升機旋翼的工作原理；理論分析方法部分包含經典的直升機空氣動力學滑流理論、葉素理論和渦流理論，拓展了直升機計算流體動力學方法、氣動雜訊基礎理論以及旋翼翼型的空氣動力學特性分析；應用部分闡述了直升機空氣動力學的典型應用，包括直升機飛行性能計算、特殊飛行狀態、直升機氣動設計以及直升機氣動與雜訊試驗等內容。
    本書可供直升機設計、涵道風扇設計、風力機設計、螺旋槳設計等專業的本科生、研究生及科研人員參考。
作者介紹
招啟軍//徐國華//王博|責編:惠雪//曾佳佳|總主編:招啟軍
    招啟軍(1977- )，江蘇金湖人，博士，南京航空航天大學航空宇航學院及直升機旋翼動力學國家級重點實驗室教授、博士生導師。主要從事直升機CFD、空氣動力學、旋翼氣動雜訊、流動主動控制研究、高性能旋翼氣動設計、飛行器隱身設計等領域的研究工作。2005年在直升機旋翼動力學國家級重點實驗室工作，歷任講師、副教授、教授(2008年破格)。2009年至2010年美國Maryland大學航空系訪問學者。擔任本科生的直升機空氣動力學(江蘇省精品課程)、航空航天概論，研究生的高等直升機空氣動力學、直升機CFD等課程的教學工作。主持國防「973'』項目課題、國家自然科學基金、國防航空預研、總裝重點實驗室基金、航空創新基金、航空支撐等科研項目。在《Joumal of American Helicopter Society》《Journal of Aircraft》《Ae rospace Scierice and Technology》《力學學報》《航空學報》等國內外知名期刊和學術會議上發表論文150佘篇，其中SCI和El收錄110余篇。獲得國防科技進步二等獎和三等獎，獲江蘇省「青藍工程」中青年學術帶頭人、「333」高層次人才培養計劃等榮譽稱號。2006年獲「江蘇省優秀博士學位論文」。所在團隊為國防科技創新團隊。
目錄
叢書序
序
前言
符號表
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  直升機發展簡史
    1.2.1  古代起源
    1.2.2  18世紀的模型探索——科學的探索手段
    1.2.3  19世紀的探索——動力與飛行原理
    1.2.4  20世紀初的探索——實用化飛行
    1.2.5  推廣與發展
  1.3  直升機的分類
    1.3.1  根據用途分類
    1.3.2  根據構型分類
    1.3.3  其他分類
  1.4  直升機技術發展划代
    1.4.1  第一代直升機
    1.4.2  第二代直升機
    1.4.3  第三代直升機
    1.4.4  第四代直升機
  1.5  直升機技術發展趨勢
    1.5.1  常規構型直升機技術發展趨勢
    1.5.2  新構型與特殊用途旋翼飛行器技術發展趨勢
  1.6  直升機空氣動力學研究內容概述
  1.7  習題
第2章  直升機旋翼的工作原理
  2.1  引言
  2.2  直升機的構型特徵
  2.3  旋翼功能簡介
  2.4  旋翼的外形
    2.4.1  半徑、直徑和面積
    2.4.2  槳葉寬度和槳葉根梢比
    2.4.3  槳葉翼型
    2.4.4  槳葉剖面安裝角和槳葉扭度
  2.5  旋翼工作環境
  2.6  旋翼的運動
    2.6.1  旋轉運動
    2.6.2  揮舞運動
    2.6.3  擺振運動
    2.6.4  變距運動
  2.7  旋翼操縱原理簡介
    2.7.1  操縱拉力大小
    2.7.2  操縱拉力方向
  2.8  旋翼量綱一的參數
  2.9  習題
第3章  旋翼滑流理論
  3.1  引言
  3.2  基本介紹
    3.2.1  分析基礎

    3.2.2  垂直飛行
    3.2.3  前飛
  3.3  誘導速度
    3.3.1  懸停和垂直飛行的誘導速度
    3.3.2  前飛時誘導速度
  3.4  垂直飛行時氣動力計算
    3.4.1  拉力公式和功率公式
    3.4.2  旋翼的效率
    3.4.3  旋翼懸停時的效率
  3.5  前飛時氣動力計算
    3.5.1  拉力公式和功率公式
    3.5.2  前飛升阻比
  3.6  其他考慮因素
  3.7  習題
第4章  旋翼翼型空氣動力學基礎
  4.1  引言
  4.2  翼型基本參數
    4.2.1  幾何弦長
    4.2.2  翼型無量綱坐標
    4.2.3  厚度
    4.2.4  彎度
  4.3  翼型空氣動力及力矩
  4.4  翼型靜態氣動特性
    4.4.1  翼型升力特性
    4.4.2  翼型力矩特性
    4.4.3  翼型阻力特性與極曲線
    4.4.4  雷諾數和馬赫數的影響
  4.5  翼型動態氣動特性
  4.6  旋翼專用翼型
  4.7  習題
第5章  槳葉運動與葉素理論
  5.1  引言
  5.2  槳葉剖面的工作環境
    5.2.1  垂直飛行狀態
    5.2.2  前飛狀態
  5.3  旋翼的揮舞運動
    5.3.1  揮舞運動起因
    5.3.2  揮舞運動方程
  5.4  旋翼操縱原理
  5.5  旋翼的空氣動力特性
    5.5.1  垂直飛行狀態
    5.5.2  前飛狀態
    5.5.3  揮舞運動係數
  5.6  入流模型
    5.6.1  垂直飛行狀態
    5.6.2  前飛狀態
  5.7  習題
第6章  旋翼渦流理論
  6.1  引言
  6.2  經典渦流理論

    6.2.1  畢奧–薩伐爾定律
    6.2.2  軸流狀態
    6.2.3  前飛狀態
  6.3  尾跡分析方法概述
    6.3.1  槳葉附著渦系模型
    6.3.2  尾跡渦系模型
    6.3.3  尾跡方法的環量求解
    6.3.4  尾跡方法的控制方程
    6.3.5  固定尾跡
  6.4  半經驗方法——預定尾跡模型
    6.4.1  懸停預定尾跡模型
    6.4.2  前飛預定尾跡模型
  6.5  現代尾跡分析方法——自由尾跡模型
    6.5.1  穩態鬆弛求解方法
    6.5.2  時間精確方法
  6.6  尾跡分析方法中的渦核模型
  6.7  氣動力求解
  6.8  高解析度渦方法
  6.9  習題
第7章  直升機CFD方法導論
  7.1  引言
  7.2  直升機網格及其生成方法
    7.2.1  網格生成方法
    7.2.2  運動嵌套網格方法
  7.3  計算流體力學的控制方程
    7.3.1  前飛狀態旋翼非定常流場控制方程
    7.3.2  垂直飛行狀態旋翼流場控制方程
  7.4  流場控制方程的數值求解
    7.4.1  空間離散
    7.4.2  時間離散
    7.4.3  湍流模型
    7.4.4  邊界條件
  7.5  直升機CFD方法的應用
    7.5.1  旋翼翼型氣動特性模擬
    7.5.2  旋翼流場及氣動特性模擬
  7.6  習題
第8章  直升機氣動雜訊基礎
  8.1  引言
  8.2  旋翼氣動雜訊計算理論
    8.2.1  萊特希爾聲學類比理論
    8.2.2  福克斯·威廉姆斯-霍金斯方程
    8.2.3  旋翼雜訊計算公式
    8.2.4  基本聲學量
  8.3  直升機氣動雜訊分類
    8.3.1  直升機雜訊水平
    8.3.2  外部雜訊構成
    8.3.3  旋翼雜訊分類
  8.4  直升機氣動雜訊發聲原理
    8.4.1  旋轉雜訊
    8.4.2  寬頻雜訊

    8.4.3  槳/渦干擾雜訊
    8.4.4  高速脈衝雜訊
  8.5  習題
第9章  直升機飛行性能計算
  9.1  引言
  9.2  力平衡關係
    9.2.1  垂直飛行過程中力的平衡關係
    9.2.2  常規飛行過程中力的平衡關係
  9.3  直升機發動機特性
    9.3.1  活塞式發動機的特性
    9.3.2  渦輪軸式發動機的特性
  9.4  功率平衡關係
    9.4.1  垂直飛行過程中的功率平衡關係
    9.4.2  前飛過程中的功率平衡關係
  9.5  垂直上升性能
  9.6  水平飛行速度限制
    9.6.1  功率約束下的水平飛行速度
    9.6.2  失速和激波對最大飛行速度的限制
  9.7  爬升性能計算
  9.8  續航性能計算
  9.9  自轉性能計算
  9.10  電動直升機
  9.11  習題
第10章  直升機特殊飛行狀態
  10.1  引言
  10.2  地面效應
  10.3  沙盲
  10.4  著艦
  10.5  渦環狀態
  10.6  自轉飛行
  10.7  機動飛行
  10.8  習題
第11章  直升機氣動設計
  11.1  引言
  11.2  旋翼槳葉氣動外形設計準則
    11.2.1  旋翼翼型設計原理
    11.2.2  槳葉三維外形設計原則
    11.2.3  槳尖外形設計原則
    11.2.4  旋翼槳葉氣動優化設計通用方法
  11.3  旋翼直徑的初步設計
  11.4  茹氏旋翼及扭轉設計
  11.5  旋翼槳葉氣動外形設計案例
    11.5.1  旋翼翼型靜態設計
    11.5.2  旋翼翼型動態設計
    11.5.3  常規旋翼槳葉外形設計
    11.5.4  尾槳/涵道尾槳外形設計
    11.5.5  高速共軸剛性旋翼槳葉外形設計
  11.6  主動控制技術
    11.6.1  合成射流技術
    11.6.2  后緣小翼技術

    11.6.3  自適應旋翼技術
    11.6.4  單片槳葉控制
    11.6.5  高階諧波控制
    11.6.6  平面內雜訊主動控制
  11.7  習題
第12章  直升機氣動與雜訊試驗
  12.1  旋翼試驗的基本理論
    12.1.1  相似理論
    12.1.2  量綱分析
    12.1.3  量綱分析法和相似準則
    12.1.4  相似準則的物理意義
  12.2  試驗模型要求
    12.2.1  試驗模型的分類
    12.2.2  試驗模型的相似性要求
  12.3  風洞和試驗設備
    12.3.1  低速風洞
    12.3.2  常用風洞
    12.3.3  直升機旋翼試驗台
    12.3.4  測力天平
  12.4  旋翼性能試驗
    12.4.1  雷諾數修正
    12.4.2  懸停試驗
    12.4.3  前飛試驗
  12.5  組合模型風洞試驗
    12.5.1  旋翼/機身組合模型風洞試驗
    12.5.2  旋翼/機身/尾槳組合模型風洞試驗
  12.6  旋翼氣動雜訊試驗
    12.6.1  雜訊試驗的相似性原理
    12.6.2  消聲室
    12.6.3  聲學風洞試驗
  12.7  氣動試驗中的幾類常規試驗
    12.7.1  測力/測壓試驗——旋翼槳葉氣動載荷測量
    12.7.2  測速試驗——旋翼流場測量
    12.7.3  旋翼姿態角及彈性變形測量試驗
  12.8  習題
參考文獻

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