![民机空气动力设计先进技术 [Advanced Technology of Aerodynamic Design for Commercial Aircraft]](https://pic.windowsfront.com/11393230/rBEhU1Lnk0YIAAAAABXGZUHRu94AAIRHQPJSqoAFcZ9331.jpg)
具体描述
内容简介
《民机空气动力设计先进技术》探讨了民机未来的发展及民机空气动力设计可应用的新概念和新技术，详细介绍了几种先进气动布局的概念和设计方法，讨论了未来可能应用的先进技术，如层流流动控制、主动流动控制、机体／发动机的有利干扰及一体化设计，多学科分析和优化设计等，以及各种抑制噪声和音爆的技术。希望本书能对民机气动设计提供有益的帮助。《民机空气动力设计先进技术》可供从事民机设计和相关领域研究的工程师、高等学校教师、研究生和本科生使用，也可供相关研究人员参考。
内页插图
目录
第1章 灿烂的前景、白热化的竞争、高难度的挑战1.1 对未来民机需求的不同预测
1.2 A380和B787之争
1.3 单通道（窄体）客机的群雄竞争
1.4 对未来民机的要求
1.4.1 N+1常规布局飞机
1.4.2 两种布局并举的N+2代飞机
1.4.3 N+3代先进民用飞机
1.4.4 超声速民机
1.4.5 欧盟的2050年航空发展展望
1.4.6 REVCON项目
1.5 结束语
参考文献
第2章 翼身融合体（BWB）民机
2.1 BWB概念的出发点
2.2 BWB的研究和发展
2.3 欧盟航空界的BWB气动设计研究
2.4 BWB外形的多学科优化设计
2.4.1 WingMOD多学科优化设计软件
2.4.2 发动机和机体一体化设计
2.5 俄罗斯的研究
2.6 分布式发动机BWB飞机的多学科优化设计
2.6.1 分布式发动机概念
2.6.2 喷气机翼和喷气襟翼（Jetflap）概念
2.6.3 分布式发动机模型
2.6.4 多学科优化设计结果
2.7 X-48B和X-48C
2.8 BWB空气动力外形工程设计的一种数值优化方法
2.8.1 设计方法概述
2.8.2 优化设计结果的讨论
2.9 结束语
参考文献
第3章 高经济性静音中航程民机
3.1 SAX-40中航程概念飞机简介
3.2 实现设计目标可能性的分析和设计思想的形成
3.3 三轮SAX的发展
3.4 关键技术的讨论
3.4.1 准三维机体外形的设计方法（Q-3D）
3.4.2 Q-3D设计方法的验证
3.4.3 前缘前弯的中央体气动外形设计
3.4.4 可平滑下弯的外翼前缘及升降副翼的后缘刷
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
3.5 SAX-40优异性能概括
3.5.1 SAX-40的低噪声
3.5.2 SAX-40的油耗高经济性，
3.5.3 SAX的低排污性
3.6 结束语
参考文献
第4章 支撑机翼跨声速民机
4.1 优化问题的提法
4.2 各学科计算方法
4.2.1 空气动力学
4.2.2 结构和重量
4.2.3 稳定和操纵
4.2.4 推力
4.2.5 其他
4.3 计算结果和SBW提高飞机性能的潜能讨论
4.3.1 SBW优于常规飞机
……
第5章 层流流动控制技术及应用
第6章 高升力系统外形空气动力及流动分离的控制技术
第7章 超声速民用机和噪声的控制
第8章 多学科综合和优化设计
附录1
附录2
缩略语
索引
前言/序言
用户评价
《民机空气动力设计先进技术》这本书，如同一本精美的航空画卷，将空气动力学设计的过去、现在和未来徐徐展开。它以一种旁征博引、深入浅出的方式，让我领略到工程师们如何将抽象的物理原理转化为看得见摸得着的飞行器。书中关于“减小诱导阻力”的详细讲解，让我对飞机起飞和巡航时的能量损耗有了更清晰的认识。我了解到，诱导阻力是由于翼尖涡的产生而引起的，它会消耗一部分升力，并增加飞机的巡航功耗。除了翼梢小翼，书中还探讨了其他减小诱导阻力的策略，比如优化翼展与弦长的比值，以及设计更精妙的后掠翼和前掠翼构型。这让我看到了在减少能量浪费方面，空气动力学设计所付出的不懈努力。令我格外着迷的是，书中对“先进翼型设计”的深入剖析。它不仅讨论了传统的翼型家族，更介绍了如何利用计算机辅助设计（CAD）和数值模拟技术，来创造出能够满足特定飞行需求的全新翼型。例如，针对高亚音速巡航设计的超临界翼型，能够有效抑制激波的产生，从而实现更高的巡航速度和燃油效率。书中还提到了“三维翼型设计”的重要性，以及如何通过优化翼根到翼尖的翼型变化，来获得更优的气动性能。这种对细节的极致关注，让我对现代民机设计的复杂性和精妙性有了更深的敬畏。此外，书中还触及了“飞行动力学”与空气动力学设计的融合，以及如何通过优化气动外形来改善飞机的稳定性和操纵性，使其在各种飞行姿态下都能保持良好的操控性能。读这本书，让我感觉自己仿佛置身于一个充满智慧的实验室，亲眼见证着空气动力学设计如何一步步将人类带向更远的蓝天。
评分这本书《民机空气动力设计先进技术》带给我的，是一种对工程美学和科学严谨性的双重震撼。作者并非简单地罗列技术名词，而是将空气动力学设计中的每一个进步，都置于一个更宏大的背景下进行阐述。书中对“减阻技术”的系统梳理，让我看到了工程师们如何从最基础的流线型设计，逐步发展到各种精妙的减阻手段。比如，除了翼梢小翼，书中还介绍了“层流翼型”（Laminar Flow Airfoils）的应用。我了解到，维持翼面上层流的稳定，可以显著降低表面摩擦阻力。而实现这一点，则需要极其精确的翼型设计和表面光滑度控制，甚至可能需要主动控制技术来防止层流向湍流的转变。这让我看到了空气动力学设计中，对细节的极致追求。书中对于“降低气动噪声”的探讨，也让我耳目一新。我一直认为飞机降落时的巨大轰鸣声是不可避免的，但这本书告诉我，空气动力学设计也在努力减少噪声。通过优化襟翼和起落架等部件的形状，以及设计特殊的噪声抑制装置，可以在不牺牲气动性能的前提下，显著降低飞行器的噪音排放。这一点对于提升机场周边的居住环境和飞机的社会接受度具有重要意义。我特别欣赏书中对于“先进气动构型”的介绍，比如“翼身融合”（Blended Wing Body）的概念。虽然这种构型在商业应用上还面临一些挑战，但书中对其潜在的巨大气动效率提升和结构优势进行了深入的分析。它打破了传统飞机的“机身+机翼”的固定模式，将机翼和机身无缝连接，形成一个巨大的升力体，这在理论上可以带来显著的升阻比提高。这本书让我意识到，空气动力学设计不仅仅是让飞机飞起来，更是要让它飞得更远、更快、更经济、更安静、更安全。作者通过对这些先进技术的深入剖析，展现了人类在追求飞行极致的过程中，所付出的不懈努力和闪耀智慧。
评分这本《民机空气动力设计先进技术》简直是打开了我对飞机设计认知的新世界。虽然我本人并非航空领域的专业人士，但作为一个对飞行怀有无限好奇的爱好者，我一直梦想着能更深入地理解那些翱翔天际的庞然大物是如何实现如此精妙的升力、阻力控制和稳定性的。这本书在这一点上做得极其出色。它没有止步于基础的流体力学原理，而是将目光聚焦于“先进技术”这一核心，这立刻抓住了我的兴趣。开篇部分，作者并没有直接抛出复杂的数学公式，而是用非常生动形象的比喻，比如将机翼比作鸟类的翅膀，将气流比作潺潺流水，让我这个非专业人士也能初步建立起对空气动力学的直观感受。随后，书中逐步深入到计算流体动力学（CFD）的应用，这一点让我尤为欣喜。我一直对电脑模拟在科学研究中的作用感到惊叹，而这本书则详细阐述了CFD如何在民机设计中扮演关键角色，例如预测不同构型下的气流分布、识别潜在的流动分离区域，甚至优化翼型以降低阻力，提高燃油效率。书中通过大量图示和案例分析，展示了CFD如何帮助工程师在设计早期就进行虚拟测试，从而大大缩短研发周期，降低物理样机制造和测试的成本。特别让我印象深刻的是，书中对于“高升力装置”的深入探讨，比如襟翼和缝翼的设计演变，以及它们如何通过改变翼型上表面的曲率来增加升力，从而在起降阶段实现更短的跑道需求。这让我第一次理解到，那些在飞机起降时缓缓伸展的“耳朵”和“尾翼”并非简单的装饰，而是经过了极其复杂的空气动力学计算和优化的成果。此外，书中还触及了主动流动控制技术，例如通过喷气、吸气或改变表面形状来主动影响气流，以达到减阻、增升甚至抑制气动声振的目的，这简直是科幻电影中的场景，而这本书将其具象化，让我看到了未来民机设计的无限可能。即便某些技术细节对我而言可能稍显晦涩，但作者凭借其扎实的专业功底和出色的科普能力，总能通过循序渐进的讲解和清晰的逻辑，将我从困惑引向豁然开朗。这本书，让我从一个仰望蓝天的观察者，变成了一个能够窥探飞行奥秘的探索者。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，为我打开了通往航空科技前沿的一扇窗。它以一种高度专业又不失趣味的方式，深入浅出地剖析了民机空气动力学设计中的各项先进技术。书中对“气动弹性效应”的详尽解读，让我对飞机的结构和气动性能之间的复杂关联有了全新的认识。我一直认为飞机是一个刚性的整体，但书中揭示了，在高速度飞行时，飞机的机翼和机身会发生形变，而这种形变又会反过来影响气流，从而改变飞机的气动载荷。这种“气动弹性耦合”效应，如果不加以妥善处理，可能会导致飞机发生危险的振动，如颤振。书中介绍了如何通过数值模拟和物理试验来预测和控制这种效应，确保飞机的结构安全和飞行稳定。令我印象深刻的是，书中对“跨音速气流控制”技术的阐述。我了解到，飞机在接近音速飞行时，会产生复杂的激波现象，这不仅会增加阻力，还会导致气动性能下降。书中介绍了多种先进的跨音速气流控制技术，如超临界翼型、激波捕捉器等，这些技术能够有效地减缓或抑制激波的产生，从而使飞机能够更高效地在跨音速区域飞行。此外，书中还提到了“低噪声气动设计”的重要性。随着人们对环保和舒适性的要求越来越高，降低飞机噪声已成为航空工程的重要课题。书中介绍了通过优化翼型、襟翼、起落架等部件的设计，以及采用特殊的噪声抑制技术，来显著降低飞行器的噪音排放。阅读这本书，让我深刻体会到，每一次飞行突破的背后，都凝聚着无数工程师的智慧和汗水，以及对科学原理的深刻理解和灵活运用。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，对我来说，是一次思维的重塑，是对“不可能”的不断挑战的深刻理解。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种工程哲学和创新精神的体现。书中关于“计算流体动力学（CFD）在优化设计中的作用”的阐述，让我对现代飞机的设计流程有了颠覆性的认识。过去，我可能以为设计主要依赖大量的物理实验，但这本书让我明白，CFD已经成为了设计过程的核心驱动力。它能够模拟飞机在各种复杂工况下的气流行为，帮助工程师在虚拟环境中反复试验和优化设计方案，从而找到最佳的翼型、机身形状、控制面布局等。书中还详细介绍了CFD技术在识别和解决“气动干扰”问题上的重要性，比如机翼与机身之间的相互影响，或者不同部件之间的气流耦合，这些微小的细节都可能对整体性能产生巨大影响。令我印象深刻的是，书中对“亚临界跨音速设计”的深入解读。我一直以为飞机要么超音速，要么亚音速，但作者解释了在跨音速区域，气流会同时出现亚音速和超音速区域，这带来了复杂激波现象。而“亚临界跨音速设计”的目标，就是尽可能地推迟激波的产生，或者使其变得更弱，从而在不显著增加阻力的情况下，提高飞机的巡航速度。这让我看到了工程师如何在微妙的物理边界上进行精妙的设计。此外，书中还提到了“自适应气动”的概念，即飞机的气动部件可以根据飞行条件的变化而自动调整其形状，以始终保持最优的气动性能。这听起来像是科幻，但书中揭示了其背后的技术可能性，例如使用智能材料或可变形结构。阅读这本书，让我深刻体会到，每一次划时代的飞行突破，都离不开空气动力学设计领域日新月异的进步，以及工程师们对未知领域的无畏探索。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，在我眼中，简直是一份关于“让飞行更接近完美”的行动指南。作者以一种既宏大又细腻的笔触，描绘了现代民机在空气动力学设计领域所取得的辉煌成就，以及未来可能的发展方向。书中关于“翼梢小翼”（Winglets）的介绍，我本来以为只是一个简单的减阻装置，但深入阅读后才发现，它背后蕴含着多么精密的空气动力学原理。它通过改变翼尖涡的强度和形态，有效地减少了诱导阻力，从而节省了大量的燃油。书中不仅解释了其基本原理，还探讨了不同类型翼梢小翼的设计演变，以及它们如何根据机翼构型和飞行条件进行优化。这一点让我对“细节决定成败”这句话有了更深刻的理解。此外，书中关于“复合材料在气动设计中的应用”的内容，也让我印象深刻。我知道复合材料轻质高强的特性，但这本书揭示了它如何赋能更自由、更复杂的气动外形设计。过去受限于金属材料的加工性能，一些理想的气动构型难以实现，而复合材料的出现，使得设计者能够大胆地探索更优化的翼型、机身连接方式，甚至集成式天线等，这些都直接关系到飞机的整体气动性能和效率。更令我激动的是，书中提到了“数值风洞”的进步。过去，飞机设计离不开庞大的物理风洞进行测试，而现在，强大的计算能力使得计算机模拟的风洞越来越逼真。书中详尽地阐述了CFD技术是如何模拟飞行过程中复杂的空气流动现象，比如不同高度、速度、攻角下的气流分布，以及如何利用这些模拟结果来指导设计决策，优化气动布局，甚至预测和解决潜在的气动问题。这不仅大大提高了设计效率，也使得一些非常规的、突破性的设计构想成为可能。我一直认为，伟大的工程成就背后，是无数工程师的智慧和汗水。《民机空气动力设计先进技术》这本书，就是对这些智慧和汗水的最好致敬，它让我看到了空气动力学设计如何一步步将人类的飞行梦想转化为触手可及的现实。
评分读完《民机空气动力设计先进技术》，我最大的感受就是这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于创新和工程智慧的史诗。它以一种令人振奋的方式，展现了人类如何通过不断的技术革新，去挑战物理极限，创造出更安全、更高效、更环保的飞行器。书中对“跨音速流动控制”的探讨，让我对超音速和亚音速之间复杂的气流行为有了全新的认识。我知道飞机在不同速度下，空气的行为方式会发生剧烈变化，而跨音速区域更是充满了挑战，比如激波的产生和发展，以及由此带来的阻力剧增和气动性能的恶化。这本书详细解析了如何通过优化翼型设计、采用激波抑制技术（如超临界翼型）以及先进的控制策略，来有效减缓或消除这些不利影响，使得飞机能够更平稳、更经济地在跨音速区间飞行。这一点对于提高现代客机的巡航效率至关重要。此外，书中关于“气动弹性”的章节也让我大开眼界。我从未想过，飞机的结构形变本身也会反过来影响空气动力学的性能。随着飞机结构越来越轻量化，以及在高速度、高载荷下飞行，材料的弹性变形变得不可忽视。这本书解释了气动弹性耦合效应，以及工程师如何利用计算工具来预测和控制这种效应，避免结构在气流作用下发生不稳定的振动，比如“颤振”，这对于保证飞机结构的安全性和飞行稳定性是至关重要的。书中介绍的“多学科设计优化”（MDO）方法，更是将空气动力学设计提升到了一个新的高度。它不再是孤立地考虑空气动力学，而是将气动、结构、推进、控制等多个学科的设计紧密结合起来，通过迭代优化，找到一个综合性能最优的整体设计方案。这种系统性的思维方式，让我深刻理解了现代大型民机设计的复杂性和精妙性。读这本书，仿佛在与一群顶尖的工程师对话，他们不仅拥有深厚的理论基础，更具备将理论转化为实际工程解决方案的卓越能力。这本书的价值，不仅仅在于它传授了多少先进的技术，更在于它激发了我对工程领域不断追求极致的敬佩和向往。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，在我眼中，不仅仅是一本关于飞机的技术书籍，更是一部关于人类智慧如何征服天空的史诗。作者以其深厚的学术功底和流畅的文笔，将原本复杂抽象的空气动力学原理，阐释得既严谨又易于理解。书中关于“钝体减阻”的探讨，让我对飞机外形设计的每一个细节都充满了好奇。我一直认为飞机应该是流线型的，但书中揭示了，在某些特定区域，如发动机短舱、起落架舱门等，如何通过巧妙的设计来减小非定常流动带来的阻力，甚至利用钝体来制造有利的涡流，从而达到减阻或产生推力的效果。这让我对“反常规”的设计思路有了新的认识。令我印象深刻的是，书中对“气动弹性力学”的详细讲解。我之前只知道材料的强度很重要，但这本书让我认识到，当飞机在高速度飞行时，其结构会发生形变，而这种形变又会反过来影响气流，从而进一步改变结构受力，这种相互耦合的现象被称为气动弹性。书中介绍了如何通过数值模拟和物理试验来分析和预测气动弹性效应，并采取措施来避免飞机发生不稳定的振动，如颤振，这对于确保飞机的结构安全至关重要。此外，书中还强调了“设计迭代与优化”的重要性。任何一项先进的气动技术，都不是一蹴而就的，而是经过无数次的设计、模拟、测试和改进才能最终实现。书中通过大量的案例，展示了工程师们如何运用各种先进的设计工具和方法，不断地优化和完善飞机的气动性能。阅读这本书，让我深刻理解了，伟大工程的背后，是严谨的科学态度、不懈的创新精神以及对每一个微小细节的精益求精。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，对我来说，是一次关于“让飞行更有效率”的深度探索之旅。作者以一种系统性的方式，梳理了民机空气动力设计领域的前沿技术，让我对现代客机的飞速发展有了更深刻的理解。书中关于“复合材料与气动设计的协同优化”的部分，让我大开眼界。我一直知道复合材料很轻，但这本书详细阐述了复合材料的轻质高强特性如何赋予了空气动力学设计更大的自由度。工程师们可以利用复合材料设计出更复杂、更优化的翼型，实现更少的部件连接，甚至将天线等设备集成到机身表面，从而进一步减小气动阻力。这种多学科的融合，是现代航空技术发展的必然趋势。令我印象深刻的是，书中对“减小气动噪声”的技术进行了详尽的介绍。我一直认为飞机起降时的巨大噪音是不可避免的，但这本书告诉我，通过对襟翼、缝翼、起落架等部件的形状优化，以及采用特殊的气动设计，可以在不影响飞行性能的前提下，显著降低噪音的产生。例如，优化襟翼的伸展方式，或者设计特殊的噪声抑制装置，都能有效地减少气流分离和湍流边界层产生的噪声。这对于改善机场周边环境和提升民航飞行的社会接受度具有重要意义。此外，书中还深入探讨了“先进的飞行控制系统”与气动设计的相互作用。我了解到，现代飞机不仅仅依赖于传统的操纵面，还可以通过先进的飞行控制律，对飞机的姿态和气流进行更精密的控制，从而提高飞机的机动性、稳定性和燃油效率。这本书让我看到，空气动力学设计不仅仅是关于“形”，更是关于“控”和“效”的综合考量。
评分《民机空气动力设计先进技术》这本书，在我眼中，是一份关于“如何让飞机飞得更聪明、更高效”的百科全书。作者以一种逻辑清晰、条理分明的叙述方式，将民机空气动力设计中的各种先进技术娓娓道来。书中关于“数值风洞”（CFD）在设计过程中的广泛应用，让我对现代飞机的设计流程有了颠覆性的认识。我了解到，CFD不仅仅是简单地模拟气流，更是能够帮助工程师们在虚拟环境中进行海量的设计试验，快速评估不同设计方案的气动性能，并精准地识别和解决潜在的气动问题。书中通过大量的实例，展示了CFD如何被用于优化翼型、机身构型、襟翼设计，甚至预测和分析复杂的流动现象，如涡流、分离流和激波。这极大地缩短了研发周期，降低了试飞成本，并使得设计出更优化的气动外形成为可能。令我印象深刻的是，书中对“先进的升力增强技术”的探讨。我一直认为飞机的升力主要来自于机翼的特殊形状，但这本书揭示了，还有许多其他精妙的技术可以用来增强升力，比如通过改变翼型曲率、增加翼面积、以及利用先进的襟翼和缝翼系统。这些技术能够在起降阶段提供更大的升力，从而缩短起降距离，提高飞机的运行灵活性。此外，书中还触及了“气动载荷的精确控制”这一重要议题。我了解到，工程师们不仅要让飞机能够产生足够的升力，还要确保飞机在飞行过程中承受的各种气动载荷是可控且安全的。书中介绍了如何通过优化气动外形、设计合理的操纵面布局，以及结合先进的飞行控制系统，来实现对气动载荷的精确控制，从而提高飞机的飞行品质和安全性。阅读这本书，让我深刻体会到，民机空气动力设计是一个极其复杂且精密的工程领域，它不断地在挑战人类的认知极限，并以前所未有的方式推动着航空事业的发展。
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