![民機空氣動力設計先進技術 [Advanced Technology of Aerodynamic Design for Commercial Aircraft]](https://pic.windowsfront.com/11393230/rBEhU1Lnk0YIAAAAABXGZUHRu94AAIRHQPJSqoAFcZ9331.jpg)
具體描述
內容簡介
《民機空氣動力設計先進技術》探討瞭民機未來的發展及民機空氣動力設計可應用的新概念和新技術，詳細介紹瞭幾種先進氣動布局的概念和設計方法，討論瞭未來可能應用的先進技術，如層流流動控製、主動流動控製、機體／發動機的有利乾擾及一體化設計，多學科分析和優化設計等，以及各種抑製噪聲和音爆的技術。希望本書能對民機氣動設計提供有益的幫助。《民機空氣動力設計先進技術》可供從事民機設計和相關領域研究的工程師、高等學校教師、研究生和本科生使用，也可供相關研究人員參考。
內頁插圖
目錄
第1章 燦爛的前景、白熱化的競爭、高難度的挑戰1.1 對未來民機需求的不同預測
1.2 A380和B787之爭
1.3 單通道（窄體）客機的群雄競爭
1.4 對未來民機的要求
1.4.1 N+1常規布局飛機
1.4.2 兩種布局並舉的N+2代飛機
1.4.3 N+3代先進民用飛機
1.4.4 超聲速民機
1.4.5 歐盟的2050年航空發展展望
1.4.6 REVCON項目
1.5 結束語
參考文獻
第2章 翼身融閤體（BWB）民機
2.1 BWB概念的齣發點
2.2 BWB的研究和發展
2.3 歐盟航空界的BWB氣動設計研究
2.4 BWB外形的多學科優化設計
2.4.1 WingMOD多學科優化設計軟件
2.4.2 發動機和機體一體化設計
2.5 俄羅斯的研究
2.6 分布式發動機BWB飛機的多學科優化設計
2.6.1 分布式發動機概念
2.6.2 噴氣機翼和噴氣襟翼（Jetflap）概念
2.6.3 分布式發動機模型
2.6.4 多學科優化設計結果
2.7 X-48B和X-48C
2.8 BWB空氣動力外形工程設計的一種數值優化方法
2.8.1 設計方法概述
2.8.2 優化設計結果的討論
2.9 結束語
參考文獻
第3章 高經濟性靜音中航程民機
3.1 SAX-40中航程概念飛機簡介
3.2 實現設計目標可能性的分析和設計思想的形成
3.3 三輪SAX的發展
3.4 關鍵技術的討論
3.4.1 準三維機體外形的設計方法（Q-3D）
3.4.2 Q-3D設計方法的驗證
3.4.3 前緣前彎的中央體氣動外形設計
3.4.4 可平滑下彎的外翼前緣及升降副翼的後緣刷
3.4.5 吸入邊界層的多風扇埋入式發動機組和噴口截麵可變推力矢量噴管組閤的先進推進係統
3.5 SAX-40優異性能概括
3.5.1 SAX-40的低噪聲
3.5.2 SAX-40的油耗高經濟性，
3.5.3 SAX的低排汙性
3.6 結束語
參考文獻
第4章 支撐機翼跨聲速民機
4.1 優化問題的提法
4.2 各學科計算方法
4.2.1 空氣動力學
4.2.2 結構和重量
4.2.3 穩定和操縱
4.2.4 推力
4.2.5 其他
4.3 計算結果和SBW提高飛機性能的潛能討論
4.3.1 SBW優於常規飛機
……
第5章 層流流動控製技術及應用
第6章 高升力係統外形空氣動力及流動分離的控製技術
第7章 超聲速民用機和噪聲的控製
第8章 多學科綜閤和優化設計
附錄1
附錄2
縮略語
索引
前言/序言
用戶評價
《民機空氣動力設計先進技術》這本書，如同一本精美的航空畫捲，將空氣動力學設計的過去、現在和未來徐徐展開。它以一種旁徵博引、深入淺齣的方式，讓我領略到工程師們如何將抽象的物理原理轉化為看得見摸得著的飛行器。書中關於“減小誘導阻力”的詳細講解，讓我對飛機起飛和巡航時的能量損耗有瞭更清晰的認識。我瞭解到，誘導阻力是由於翼尖渦的産生而引起的，它會消耗一部分升力，並增加飛機的巡航功耗。除瞭翼梢小翼，書中還探討瞭其他減小誘導阻力的策略，比如優化翼展與弦長的比值，以及設計更精妙的後掠翼和前掠翼構型。這讓我看到瞭在減少能量浪費方麵，空氣動力學設計所付齣的不懈努力。令我格外著迷的是，書中對“先進翼型設計”的深入剖析。它不僅討論瞭傳統的翼型傢族，更介紹瞭如何利用計算機輔助設計（CAD）和數值模擬技術，來創造齣能夠滿足特定飛行需求的全新翼型。例如，針對高亞音速巡航設計的超臨界翼型，能夠有效抑製激波的産生，從而實現更高的巡航速度和燃油效率。書中還提到瞭“三維翼型設計”的重要性，以及如何通過優化翼根到翼尖的翼型變化，來獲得更優的氣動性能。這種對細節的極緻關注，讓我對現代民機設計的復雜性和精妙性有瞭更深的敬畏。此外，書中還觸及瞭“飛行動力學”與空氣動力學設計的融閤，以及如何通過優化氣動外形來改善飛機的穩定性和操縱性，使其在各種飛行姿態下都能保持良好的操控性能。讀這本書，讓我感覺自己仿佛置身於一個充滿智慧的實驗室，親眼見證著空氣動力學設計如何一步步將人類帶嚮更遠的藍天。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，對我來說，是一次關於“讓飛行更有效率”的深度探索之旅。作者以一種係統性的方式，梳理瞭民機空氣動力設計領域的前沿技術，讓我對現代客機的飛速發展有瞭更深刻的理解。書中關於“復閤材料與氣動設計的協同優化”的部分，讓我大開眼界。我一直知道復閤材料很輕，但這本書詳細闡述瞭復閤材料的輕質高強特性如何賦予瞭空氣動力學設計更大的自由度。工程師們可以利用復閤材料設計齣更復雜、更優化的翼型，實現更少的部件連接，甚至將天綫等設備集成到機身錶麵，從而進一步減小氣動阻力。這種多學科的融閤，是現代航空技術發展的必然趨勢。令我印象深刻的是，書中對“減小氣動噪聲”的技術進行瞭詳盡的介紹。我一直認為飛機起降時的巨大噪音是不可避免的，但這本書告訴我，通過對襟翼、縫翼、起落架等部件的形狀優化，以及采用特殊的氣動設計，可以在不影響飛行性能的前提下，顯著降低噪音的産生。例如，優化襟翼的伸展方式，或者設計特殊的噪聲抑製裝置，都能有效地減少氣流分離和湍流邊界層産生的噪聲。這對於改善機場周邊環境和提升民航飛行的社會接受度具有重要意義。此外，書中還深入探討瞭“先進的飛行控製係統”與氣動設計的相互作用。我瞭解到，現代飛機不僅僅依賴於傳統的操縱麵，還可以通過先進的飛行控製律，對飛機的姿態和氣流進行更精密的控製，從而提高飛機的機動性、穩定性和燃油效率。這本書讓我看到，空氣動力學設計不僅僅是關於“形”，更是關於“控”和“效”的綜閤考量。
評分這本書《民機空氣動力設計先進技術》帶給我的，是一種對工程美學和科學嚴謹性的雙重震撼。作者並非簡單地羅列技術名詞，而是將空氣動力學設計中的每一個進步，都置於一個更宏大的背景下進行闡述。書中對“減阻技術”的係統梳理，讓我看到瞭工程師們如何從最基礎的流綫型設計，逐步發展到各種精妙的減阻手段。比如，除瞭翼梢小翼，書中還介紹瞭“層流翼型”（Laminar Flow Airfoils）的應用。我瞭解到，維持翼麵上層流的穩定，可以顯著降低錶麵摩擦阻力。而實現這一點，則需要極其精確的翼型設計和錶麵光滑度控製，甚至可能需要主動控製技術來防止層流嚮湍流的轉變。這讓我看到瞭空氣動力學設計中，對細節的極緻追求。書中對於“降低氣動噪聲”的探討，也讓我耳目一新。我一直認為飛機降落時的巨大轟鳴聲是不可避免的，但這本書告訴我，空氣動力學設計也在努力減少噪聲。通過優化襟翼和起落架等部件的形狀，以及設計特殊的噪聲抑製裝置，可以在不犧牲氣動性能的前提下，顯著降低飛行器的噪音排放。這一點對於提升機場周邊的居住環境和飛機的社會接受度具有重要意義。我特彆欣賞書中對於“先進氣動構型”的介紹，比如“翼身融閤”（Blended Wing Body）的概念。雖然這種構型在商業應用上還麵臨一些挑戰，但書中對其潛在的巨大氣動效率提升和結構優勢進行瞭深入的分析。它打破瞭傳統飛機的“機身+機翼”的固定模式，將機翼和機身無縫連接，形成一個巨大的升力體，這在理論上可以帶來顯著的升阻比提高。這本書讓我意識到，空氣動力學設計不僅僅是讓飛機飛起來，更是要讓它飛得更遠、更快、更經濟、更安靜、更安全。作者通過對這些先進技術的深入剖析，展現瞭人類在追求飛行極緻的過程中，所付齣的不懈努力和閃耀智慧。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，在我眼中，簡直是一份關於“讓飛行更接近完美”的行動指南。作者以一種既宏大又細膩的筆觸，描繪瞭現代民機在空氣動力學設計領域所取得的輝煌成就，以及未來可能的發展方嚮。書中關於“翼梢小翼”（Winglets）的介紹，我本來以為隻是一個簡單的減阻裝置，但深入閱讀後纔發現，它背後蘊含著多麼精密的空氣動力學原理。它通過改變翼尖渦的強度和形態，有效地減少瞭誘導阻力，從而節省瞭大量的燃油。書中不僅解釋瞭其基本原理，還探討瞭不同類型翼梢小翼的設計演變，以及它們如何根據機翼構型和飛行條件進行優化。這一點讓我對“細節決定成敗”這句話有瞭更深刻的理解。此外，書中關於“復閤材料在氣動設計中的應用”的內容，也讓我印象深刻。我知道復閤材料輕質高強的特性，但這本書揭示瞭它如何賦能更自由、更復雜的氣動外形設計。過去受限於金屬材料的加工性能，一些理想的氣動構型難以實現，而復閤材料的齣現，使得設計者能夠大膽地探索更優化的翼型、機身連接方式，甚至集成式天綫等，這些都直接關係到飛機的整體氣動性能和效率。更令我激動的是，書中提到瞭“數值風洞”的進步。過去，飛機設計離不開龐大的物理風洞進行測試，而現在，強大的計算能力使得計算機模擬的風洞越來越逼真。書中詳盡地闡述瞭CFD技術是如何模擬飛行過程中復雜的空氣流動現象，比如不同高度、速度、攻角下的氣流分布，以及如何利用這些模擬結果來指導設計決策，優化氣動布局，甚至預測和解決潛在的氣動問題。這不僅大大提高瞭設計效率，也使得一些非常規的、突破性的設計構想成為可能。我一直認為，偉大的工程成就背後，是無數工程師的智慧和汗水。《民機空氣動力設計先進技術》這本書，就是對這些智慧和汗水的最好緻敬，它讓我看到瞭空氣動力學設計如何一步步將人類的飛行夢想轉化為觸手可及的現實。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，在我眼中，是一份關於“如何讓飛機飛得更聰明、更高效”的百科全書。作者以一種邏輯清晰、條理分明的敘述方式，將民機空氣動力設計中的各種先進技術娓娓道來。書中關於“數值風洞”（CFD）在設計過程中的廣泛應用，讓我對現代飛機的設計流程有瞭顛覆性的認識。我瞭解到，CFD不僅僅是簡單地模擬氣流，更是能夠幫助工程師們在虛擬環境中進行海量的設計試驗，快速評估不同設計方案的氣動性能，並精準地識彆和解決潛在的氣動問題。書中通過大量的實例，展示瞭CFD如何被用於優化翼型、機身構型、襟翼設計，甚至預測和分析復雜的流動現象，如渦流、分離流和激波。這極大地縮短瞭研發周期，降低瞭試飛成本，並使得設計齣更優化的氣動外形成為可能。令我印象深刻的是，書中對“先進的升力增強技術”的探討。我一直認為飛機的升力主要來自於機翼的特殊形狀，但這本書揭示瞭，還有許多其他精妙的技術可以用來增強升力，比如通過改變翼型麯率、增加翼麵積、以及利用先進的襟翼和縫翼係統。這些技術能夠在起降階段提供更大的升力，從而縮短起降距離，提高飛機的運行靈活性。此外，書中還觸及瞭“氣動載荷的精確控製”這一重要議題。我瞭解到，工程師們不僅要讓飛機能夠産生足夠的升力，還要確保飛機在飛行過程中承受的各種氣動載荷是可控且安全的。書中介紹瞭如何通過優化氣動外形、設計閤理的操縱麵布局，以及結閤先進的飛行控製係統，來實現對氣動載荷的精確控製，從而提高飛機的飛行品質和安全性。閱讀這本書，讓我深刻體會到，民機空氣動力設計是一個極其復雜且精密的工程領域，它不斷地在挑戰人類的認知極限，並以前所未有的方式推動著航空事業的發展。
評分讀完《民機空氣動力設計先進技術》，我最大的感受就是這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一部關於創新和工程智慧的史詩。它以一種令人振奮的方式，展現瞭人類如何通過不斷的技術革新，去挑戰物理極限，創造齣更安全、更高效、更環保的飛行器。書中對“跨音速流動控製”的探討，讓我對超音速和亞音速之間復雜的氣流行為有瞭全新的認識。我知道飛機在不同速度下，空氣的行為方式會發生劇烈變化，而跨音速區域更是充滿瞭挑戰，比如激波的産生和發展，以及由此帶來的阻力劇增和氣動性能的惡化。這本書詳細解析瞭如何通過優化翼型設計、采用激波抑製技術（如超臨界翼型）以及先進的控製策略，來有效減緩或消除這些不利影響，使得飛機能夠更平穩、更經濟地在跨音速區間飛行。這一點對於提高現代客機的巡航效率至關重要。此外，書中關於“氣動彈性”的章節也讓我大開眼界。我從未想過，飛機的結構形變本身也會反過來影響空氣動力學的性能。隨著飛機結構越來越輕量化，以及在高速度、高載荷下飛行，材料的彈性變形變得不可忽視。這本書解釋瞭氣動彈性耦閤效應，以及工程師如何利用計算工具來預測和控製這種效應，避免結構在氣流作用下發生不穩定的振動，比如“顫振”，這對於保證飛機結構的安全性和飛行穩定性是至關重要的。書中介紹的“多學科設計優化”（MDO）方法，更是將空氣動力學設計提升到瞭一個新的高度。它不再是孤立地考慮空氣動力學，而是將氣動、結構、推進、控製等多個學科的設計緊密結閤起來，通過迭代優化，找到一個綜閤性能最優的整體設計方案。這種係統性的思維方式，讓我深刻理解瞭現代大型民機設計的復雜性和精妙性。讀這本書，仿佛在與一群頂尖的工程師對話，他們不僅擁有深厚的理論基礎，更具備將理論轉化為實際工程解決方案的卓越能力。這本書的價值，不僅僅在於它傳授瞭多少先進的技術，更在於它激發瞭我對工程領域不斷追求極緻的敬佩和嚮往。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，為我打開瞭通往航空科技前沿的一扇窗。它以一種高度專業又不失趣味的方式，深入淺齣地剖析瞭民機空氣動力學設計中的各項先進技術。書中對“氣動彈性效應”的詳盡解讀，讓我對飛機的結構和氣動性能之間的復雜關聯有瞭全新的認識。我一直認為飛機是一個剛性的整體，但書中揭示瞭，在高速度飛行時，飛機的機翼和機身會發生形變，而這種形變又會反過來影響氣流，從而改變飛機的氣動載荷。這種“氣動彈性耦閤”效應，如果不加以妥善處理，可能會導緻飛機發生危險的振動，如顫振。書中介紹瞭如何通過數值模擬和物理試驗來預測和控製這種效應，確保飛機的結構安全和飛行穩定。令我印象深刻的是，書中對“跨音速氣流控製”技術的闡述。我瞭解到，飛機在接近音速飛行時，會産生復雜的激波現象，這不僅會增加阻力，還會導緻氣動性能下降。書中介紹瞭多種先進的跨音速氣流控製技術，如超臨界翼型、激波捕捉器等，這些技術能夠有效地減緩或抑製激波的産生，從而使飛機能夠更高效地在跨音速區域飛行。此外，書中還提到瞭“低噪聲氣動設計”的重要性。隨著人們對環保和舒適性的要求越來越高，降低飛機噪聲已成為航空工程的重要課題。書中介紹瞭通過優化翼型、襟翼、起落架等部件的設計，以及采用特殊的噪聲抑製技術，來顯著降低飛行器的噪音排放。閱讀這本書，讓我深刻體會到，每一次飛行突破的背後，都凝聚著無數工程師的智慧和汗水，以及對科學原理的深刻理解和靈活運用。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，在我眼中，不僅僅是一本關於飛機的技術書籍，更是一部關於人類智慧如何徵服天空的史詩。作者以其深厚的學術功底和流暢的文筆，將原本復雜抽象的空氣動力學原理，闡釋得既嚴謹又易於理解。書中關於“鈍體減阻”的探討，讓我對飛機外形設計的每一個細節都充滿瞭好奇。我一直認為飛機應該是流綫型的，但書中揭示瞭，在某些特定區域，如發動機短艙、起落架艙門等，如何通過巧妙的設計來減小非定常流動帶來的阻力，甚至利用鈍體來製造有利的渦流，從而達到減阻或産生推力的效果。這讓我對“反常規”的設計思路有瞭新的認識。令我印象深刻的是，書中對“氣動彈性力學”的詳細講解。我之前隻知道材料的強度很重要，但這本書讓我認識到，當飛機在高速度飛行時，其結構會發生形變，而這種形變又會反過來影響氣流，從而進一步改變結構受力，這種相互耦閤的現象被稱為氣動彈性。書中介紹瞭如何通過數值模擬和物理試驗來分析和預測氣動彈性效應，並采取措施來避免飛機發生不穩定的振動，如顫振，這對於確保飛機的結構安全至關重要。此外，書中還強調瞭“設計迭代與優化”的重要性。任何一項先進的氣動技術，都不是一蹴而就的，而是經過無數次的設計、模擬、測試和改進纔能最終實現。書中通過大量的案例，展示瞭工程師們如何運用各種先進的設計工具和方法，不斷地優化和完善飛機的氣動性能。閱讀這本書，讓我深刻理解瞭，偉大工程的背後，是嚴謹的科學態度、不懈的創新精神以及對每一個微小細節的精益求精。
評分《民機空氣動力設計先進技術》這本書，對我來說，是一次思維的重塑，是對“不可能”的不斷挑戰的深刻理解。它不僅僅是知識的堆砌，更是一種工程哲學和創新精神的體現。書中關於“計算流體動力學（CFD）在優化設計中的作用”的闡述，讓我對現代飛機的設計流程有瞭顛覆性的認識。過去，我可能以為設計主要依賴大量的物理實驗，但這本書讓我明白，CFD已經成為瞭設計過程的核心驅動力。它能夠模擬飛機在各種復雜工況下的氣流行為，幫助工程師在虛擬環境中反復試驗和優化設計方案，從而找到最佳的翼型、機身形狀、控製麵布局等。書中還詳細介紹瞭CFD技術在識彆和解決“氣動乾擾”問題上的重要性，比如機翼與機身之間的相互影響，或者不同部件之間的氣流耦閤，這些微小的細節都可能對整體性能産生巨大影響。令我印象深刻的是，書中對“亞臨界跨音速設計”的深入解讀。我一直以為飛機要麼超音速，要麼亞音速，但作者解釋瞭在跨音速區域，氣流會同時齣現亞音速和超音速區域，這帶來瞭復雜激波現象。而“亞臨界跨音速設計”的目標，就是盡可能地推遲激波的産生，或者使其變得更弱，從而在不顯著增加阻力的情況下，提高飛機的巡航速度。這讓我看到瞭工程師如何在微妙的物理邊界上進行精妙的設計。此外，書中還提到瞭“自適應氣動”的概念，即飛機的氣動部件可以根據飛行條件的變化而自動調整其形狀，以始終保持最優的氣動性能。這聽起來像是科幻，但書中揭示瞭其背後的技術可能性，例如使用智能材料或可變形結構。閱讀這本書，讓我深刻體會到，每一次劃時代的飛行突破，都離不開空氣動力學設計領域日新月異的進步，以及工程師們對未知領域的無畏探索。
評分這本《民機空氣動力設計先進技術》簡直是打開瞭我對飛機設計認知的新世界。雖然我本人並非航空領域的專業人士，但作為一個對飛行懷有無限好奇的愛好者，我一直夢想著能更深入地理解那些翱翔天際的龐然大物是如何實現如此精妙的升力、阻力控製和穩定性的。這本書在這一點上做得極其齣色。它沒有止步於基礎的流體力學原理，而是將目光聚焦於“先進技術”這一核心，這立刻抓住瞭我的興趣。開篇部分，作者並沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是用非常生動形象的比喻，比如將機翼比作鳥類的翅膀，將氣流比作潺潺流水，讓我這個非專業人士也能初步建立起對空氣動力學的直觀感受。隨後，書中逐步深入到計算流體動力學（CFD）的應用，這一點讓我尤為欣喜。我一直對電腦模擬在科學研究中的作用感到驚嘆，而這本書則詳細闡述瞭CFD如何在民機設計中扮演關鍵角色，例如預測不同構型下的氣流分布、識彆潛在的流動分離區域，甚至優化翼型以降低阻力，提高燃油效率。書中通過大量圖示和案例分析，展示瞭CFD如何幫助工程師在設計早期就進行虛擬測試，從而大大縮短研發周期，降低物理樣機製造和測試的成本。特彆讓我印象深刻的是，書中對於“高升力裝置”的深入探討，比如襟翼和縫翼的設計演變，以及它們如何通過改變翼型上錶麵的麯率來增加升力，從而在起降階段實現更短的跑道需求。這讓我第一次理解到，那些在飛機起降時緩緩伸展的“耳朵”和“尾翼”並非簡單的裝飾，而是經過瞭極其復雜的空氣動力學計算和優化的成果。此外，書中還觸及瞭主動流動控製技術，例如通過噴氣、吸氣或改變錶麵形狀來主動影響氣流，以達到減阻、增升甚至抑製氣動聲振的目的，這簡直是科幻電影中的場景，而這本書將其具象化，讓我看到瞭未來民機設計的無限可能。即便某些技術細節對我而言可能稍顯晦澀，但作者憑藉其紮實的專業功底和齣色的科普能力，總能通過循序漸進的講解和清晰的邏輯，將我從睏惑引嚮豁然開朗。這本書，讓我從一個仰望藍天的觀察者，變成瞭一個能夠窺探飛行奧秘的探索者。
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