高超聲速巳成為空氣動(dòng)力學(xué)研究的熱點(diǎn)之一;诟叱曀亠w行的很多研究工作,迫切地期望地面試驗(yàn)設(shè)備能夠逼真地模擬真實(shí)飛行環(huán)境。本書(shū)系統(tǒng)地討論了一類(lèi)重要的高超聲速地面模擬設(shè)備——自由活塞激波風(fēng)洞,該設(shè)備能夠產(chǎn)生髙焓高密度的試驗(yàn)氣流,為高超聲速飛行器提供更為逼真的繞流流場(chǎng)和熱環(huán)境數(shù)據(jù)。本書(shū)首先介紹了自由活塞激波風(fēng)洞一般特征,然后對(duì)該設(shè)備所涉及的重活塞運(yùn)動(dòng)、激波管流動(dòng)、熱/化學(xué)非平衡噴管流,以及氣動(dòng)設(shè)計(jì)等重要問(wèn)題進(jìn)行了細(xì)致的闡述與研究。
更多科學(xué)出版社服務(wù),請(qǐng)掃碼獲取。
高超聲速出版工程目錄
叢書(shū)序
前言
第1章 自由活塞激波風(fēng)洞概述/1
1.1 自由活塞激波風(fēng)洞的發(fā)展和模擬能力/1
1.1.1 自由活塞激波風(fēng)洞的興起/1
1.1.2 不同驅(qū)動(dòng)方式的激波風(fēng)洞/3
1.1.3 重要的自由活塞激波風(fēng)洞/7
1.2 自由活塞激波風(fēng)洞基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理/17
1.3 高焓流動(dòng)的特征與模擬/21
1.3.1 再入過(guò)程中的真實(shí)氣體效應(yīng)/21
1.3.2 雙尺度律/25
1.3.3 推進(jìn)試驗(yàn)/29
1.3.4 高焓流動(dòng)的模擬策略/37
1.4 自由活塞激波風(fēng)洞的局限/40
1.4.1 基本情況/40
1.4.2 污染與輻射/42
1.4.3 流動(dòng)的特征/45
1.5 直通型風(fēng)洞與膨脹管風(fēng)洞/48
1.5.1 直通型風(fēng)洞/48
1.5.2 膨脹管風(fēng)洞/48
參考文獻(xiàn)/51
第2章 活塞運(yùn)動(dòng)與控制/59
2.1 活塞的運(yùn)動(dòng)/59
2.1.1 膜片打開(kāi)之前活塞的控制方程/59
2.1.2 膜片打開(kāi)之后活塞的控制方程/61
2.1.3 混合氣體的熱力學(xué)參數(shù)及補(bǔ)充說(shuō)明/65
2.2 臨界速度和常壓力驅(qū)動(dòng)時(shí)間/67
2.2.1 臨界速度/67
2.2.2 常壓力驅(qū)動(dòng)時(shí)間/68
2.3 常壓力驅(qū)動(dòng)時(shí)間的深入研究/70
2.4 調(diào)諧操作/74
2.4.1 調(diào)諧操作的概念/74
2.4.2 一個(gè)簡(jiǎn)單的軟著陸模型/75
2.4.3 軟著陸和調(diào)諧操作的實(shí)現(xiàn)/78
2.4.4 活塞的密封與速度的測(cè)量/81
2.5 膜片逐步打開(kāi)過(guò)程對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的影響/85
2.5.1 膜片打開(kāi)過(guò)程中的復(fù)雜流動(dòng)/85
2.5.2 膜片的打開(kāi)時(shí)間/85
2.5.3 理論模型/87
2.5.4 活塞受到的影響/89
2.6 幾種常見(jiàn)的能量損失/92
參考文獻(xiàn)/96
第3章 激波管中的流動(dòng)/98
3.1 自由活塞驅(qū)動(dòng)的激波管/98
3.1.1 入射激波Mach數(shù)/98
3.1.2 波后氣體狀態(tài)/105
3.1.3 激波的形成與厚度/111
3.1.4 連接段構(gòu)型及膜片位置對(duì)入射激波的影響/114
3.2 縫合接觸面條件/115
3.2.1 完全氣體假設(shè)下的縫合接觸面條件/115
3.2.2 真實(shí)氣體效應(yīng)下的縫合接觸面條件/118
3.2.3 具體算法與一般規(guī)律/123
3.3 有用試驗(yàn)時(shí)間與波系之間的相互作用/126
3.3.1 反射膨脹波波頭的運(yùn)動(dòng)/126
3.3.2 若干參數(shù)的計(jì)算/131
3.3.3 波系間的相互作用/136
3.4 激波的衰減/142
3.4.1 非定常邊界層的厚度/142
3.4.2 激波的衰減/146
3.4.3 激波衰減對(duì)滯止參數(shù)的影響/154
3.4.4 激波衰減對(duì)縫合操作的影響/155
參考文獻(xiàn)/163
第4章 高焓噴管流動(dòng)/169
4.1 非平衡噴管流動(dòng)的一般理論/169
4.1.1 非平衡噴管流動(dòng)的基本方程/169
4.1.2 非平衡噴管流動(dòng)與平衡噴管流動(dòng)的簡(jiǎn)單比較/173
4.1.3 非平衡流動(dòng)的計(jì)算與試驗(yàn)/177
4.2 高焓噴管流動(dòng)的特征/178
4.2.1 噴管流的凍結(jié)效應(yīng)/178
4.2.2 噴管的起動(dòng)/182
4.2.3 熱載荷問(wèn)題/184
4.2.4 自由流模擬中的幾個(gè)困難/186
4.3 噴管流的凍結(jié)模型/191
4.3.1 突然凍結(jié)模型/191
4.3.2 振動(dòng)凍結(jié)/197
4.3.3 離解能與凍結(jié)焓/206
4.4 噴管流的計(jì)算/210
4.4.1 喉道處的狀態(tài)/210
4.4.2 滯止壓力歷史/214
4.4.3 自由流速度和密度/217
4.4.4 自由流的靜溫和靜壓/219
4.5 噴管出口的試驗(yàn)氣體組分/232
4.5.1 組分的計(jì)算/232
4.5.2 相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)/238
4.6 噴管出口試驗(yàn)氣流的性質(zhì)/242
4.6.1 試驗(yàn)氣流的偏差帶來(lái)的影響/242
4.6.2 黏性和導(dǎo)熱率/246
4.7 飛行彈道與滯止參數(shù)/249
4.7.1 低焓情況下的經(jīng)典結(jié)果/249
4.7.2 高焓下的近似結(jié)果/252
4.8 高焓噴管設(shè)計(jì)/258
4.8.1 高焓噴管設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)/258
4.8.2 高焓噴管設(shè)計(jì)概述/261
4.8.3 邊界層修正/263
參考文獻(xiàn)/266
第5章 自由活塞激波風(fēng)洞理論設(shè)計(jì)/278
5.1 自由活塞激波風(fēng)洞理論設(shè)計(jì)與優(yōu)化/278
5.1.1 理論設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備/278
5.1.2 理論設(shè)計(jì)流程/283
5.1.3 壓縮器運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化/284
5.2 自由活塞激波風(fēng)洞運(yùn)行模擬/285
5.2.1 國(guó)外情況/285
5.2.2 理論計(jì)算程序FPST-thc/287
5.3 自由活塞驅(qū)動(dòng)的雙模式風(fēng)洞/288
5.3.1 外部需求和低焓模擬情況/288
5.3.2 雙模式風(fēng)洞的概念和初步設(shè)計(jì)/290
5.3.3 炮風(fēng)洞簡(jiǎn)述/292
5.3.4 滯止?fàn)顟B(tài)的提升/295
5.3.5 輕活塞質(zhì)量/298
5.3.6 重活塞的軟著陸/300
參考文獻(xiàn)/304
附錄A JF-12風(fēng)洞主要參數(shù)/307
附錄B 平衡活塞技術(shù)/309
后記/312
彩圖/313