工程师用空气动力学

本书作为大飞机出版工程系列丛书的有关空气动力学的一本专著，由美国空军学院约翰·伯廷和拉塞尔·卡明斯两位教授在前四版的基础上编写的。全书共分11章，在系统阐述了空气动力学的基本原理的基础上，针对不可压缩、可压缩流动实际问题的应用，以及解决实际空气动力学问题的方法和工具，通过浅显易懂的介绍，并结合大量的实例对比，加上实用、有趣的章节后习题，给读者提供了多方面了解空气动力学在飞行器设计中空气动力学理论的地位、作用和意义，更重要的是实际应用理论的方法和技巧，同时给出了运用实际空气动力学分析工具时应注意的问题。是一本可读性很强、指导性到位的空气动力学专著。

第1章为什么要学习空气动力学1
1.1能量一机动技术1
1.2气动热力学参数求解5
1.3总结19
第2章流体力学基础24
2.1流体力学介绍24
2.2质量守恒26
2.3线性动量守恒29
2.4常特性流动的应用33
2.5作为相似参数的雷诺数和马赫数39
2.6边界层概念43
2.7能量守恒44
2.8热力学第一定律45
2.9能量方程推导46
2.10总结53
第3章不可压无黏流场动力学65
3，1无黏流动65
3.2伯努利方程66
3.3利用伯努利方程确定空速69
3.4压力系数71
3.5环量73
3.6无旋流动75
3.7开尔文定理76
3.8不可压缩无旋流动77
3.9二维不可压缩无旋流动的流函数78
3.10流线与等势线的关系79
3.11流动的叠加82
3.12基本流动82
3.13叠加基本流动以描述圆柱绕流87
3.14作为无量纲流场参数的升力和阻力系数93
3.15绕有环量圆柱流动97
3.16在物体表面上的源密度分布100
3.17不可压缩轴对称流动104
3.18总结107
第4章黏性边界层119
4.1二维、定常、不可压缩流动的边界层控制方程12C
4.2边界条件122
4.3不可压缩层流边界层123
4.4边界层转捩140
4.5不可压缩湍流边界层141
4.6涡黏性和混合长度概念148
4.7平板边界层的积分方程152
4.8常特性流动的热边界层160
4.9总结166
第5章翼型和机翼的空气动力学特征参数171
5.1空气动力的力和力矩特性171
5.2翼型几何参数174
5.3机翼几何参数176
5.4空气动力的力和力矩系数184
5.5有限翼展机翼207
第6章绕无限展长翼型的不可压缩流动224
6.1概述224
6.2环量和升力的产生225
6.3一般的薄翼型理论226
6.4薄的平板翼型（对称翼型）229
6.5薄的有弯度翼型232
6.6层流翼型241
6.7高升力翼型剖面245
6.8产生高升力的多段翼型剖面250
6.9高升力……翼型255
第7章有限展长机翼的不可压缩流动261
7.1概述261
7.2涡系264
7.3无后掠机翼的升力线理论264
7.4面元法284
7.5涡格法287
7.6亚声速时升致阻力的影响因素305
7.7三角翼308
7.8前缘延伸316
7.9在大攻角下机身上的非对称载荷319
7.10在大攻角下的飞机流场322
7.11无人驾驶大气飞行器机翼324
7.12总结326
第8章可压缩流场动力学331
8.1热力学概念331
8.2变截面流管内的绝热流动338
8.3变截面流管内的等熵流动342
8.4特征方程和普朗特—迈耶流动347
8.5激波355
8.6黏性边界层364
8.7为生成定义流场的信息试验所起的作用369
8.8关于相对干净的巡航构型的缩尺／修正过程的评价375
8.9激波／边界层干扰376
第9章可压缩亚声速流动和跨声速流动387
9.1可压缩亚声速流动388
9.2绕无后掠翼型的跨声速流动392
9.3通过设计减小波阻399
9.4跨声速后掠翼400
9.5跨声速飞机414
9.6总结417
第10章薄翼的二维超声速流动420
10.1线性理论421
10.2二阶理论（Busemann理论）428
10.3激波一膨胀波技术431
第11章机翼和飞机的超声速流动439
11.1升力和阻力的一般性评述440
11.2超声速和机翼的一般性评述442
11.3控制方程和边界层443
11.4线性结果445
11.5求解方法445
11.6锥形流方法446
11.7奇点配置法456
11.8超声速飞行器气动设计480
11.9对超声速运输机和高速民用客机设计的一些评价482
11.10细长体理论489
11.11空气动力干扰491
11.12对超声速流中的完整构型的空气动力分析493
第12章高超声速流动500
12.1牛顿流动模型501
12.2驻点区域的流场特性503
12.3修正的牛顿流动508
12.4高升阻高超声速构型——乘波体523
12.5气动热529
12.621世纪的高超声速巡航飞行器533
12.7CFD、地面试验和飞行试验的数据相互关联的重要性537
12.8边界层转捩方法538
第13章空气动力设计要点547
13.1高升力构型547
13.2环量控制机翼558
13，3战术性……飞机的设计要点559
13.4减阻562
13.5为改进在役飞机的任务有效性而进行的机身修型570
13.6机翼／鸭式布局、机翼／有尾布局和无尾布局的设计要点585
13.7对F—15设计的评价589
13.8对F—22设计的评价590
13.9对F—35设计的评价591
第14章确定空气动力环境的工具600
14.1CFD工具601
14.2建立CFD模拟的可信度606
14.3地面试验程序608
14.4飞行试验程序610
14.5试验和计算工具的综合：空气动力设计基本方法611
附录A守恒形式的运动方程614
附录B单位换算620
索引623