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内容简介

　　这本文集是俄罗斯及其他国家最近50年有关喷管航空气体动力学领域研究成果和文献资料的归纳总结。《飞机喷管的理论与实践》研究了圆形喷管、平面（二元）喷管和三元喷管。所给出的喷管研究资料适用于固壁喷管、引射喷管、斜切口喷管、双涵道喷管、高超声速飞行器喷管等，喷管特性涵盖推力反效、推力矢量偏转和消音等状态。书中对大量基础研究问题进行了归纳总结，其中包括从低速粘性流到超声速喷流在管道内的流动问题、浸没空间内喷流的流动问题等。对各种布局类型的喷管性能和流动特性进行了分析研究，根据基础研究和试验结果揭示了各种形式喷管的使用效能，比较分析了它们的优缺点，读者可以将《飞机喷管的理论与实践》的数据和结果用于现代飞行器的喷管研制。

内页插图

目录

1 喷管空气动力学的主要概念和定义
1．1 主要物理量
1．2 流动简化模型
1．3 主要的运动方程
1．4 喷射力（推力）的定义
1．5 喷管主要内部流动的综合特性
1．6 有效推力
1．7 发动机推力损失与喷管损失之间的联系
1．8 附面层参数

2 喷管布局及其关键性几何参数
2．1 喷管布局形式
2．2 喷管的典型截面和几何参数
2．3 飞机上的喷管布局类型及其主要参数
2．4 喷管问题

3 喷管内流特性
3．1 喷管内的落压比对其主要燃气动力特性变化的影响
3．2 喷管流量系数
3．2．1 基本喷管流量系数
3．2．2 锥形（收敛）喷管流量系数
3．2．3 喷管超声速段的影响
3．2．4 喷管亚声速段形状的影响
3．2．5 大收缩角喷管内的某些流动特性
3．2．6 气流湍流度对喷管流量系数的影响
3．3 无外部绕流情况下喷管的推力特性
3．3．1 摩擦引起的冲量损失
3．3．2 锥度（散射）及流动湍流度造成的冲量损失
3．3．3 具有固壁的圆形超声速喷管的推力损失
3．3．4 亚声速段具有大收缩角的喷管的某些特性
3．3．5 圆形引射式喷管的特性
3．3．6 带有中心体的圆形喷管的特性

4 二元喷管特性
4．1 喷管管道过渡段的损失
4．2 具有刚性管道的二元喷管
4．3 具有斜切口的二元喷管

5 二元引射喷管特性
5．1 二元引射喷管布局形式
5．2 燃气参数和几何参数对喷管特性的影响
5．3 二元引射喷管内流动形式
5．4 流动的过渡状态
5．5 流动自成型状态下二元引射喷管的特性

6 三元喷管特性
6．1 三元喷管的类型
6．2 喷管的局部特性
6．3 喷管的综合特性

7 具有推力矢量偏转、反推力和消音功能的喷管特性
7．1 推力矢量偏转时的喷管特性
7．1．1 推力矢量喷管的布局
7．1．2 推力矢量偏转时喷管通道内的压力损失
7．1．3 圆形喷管的特性
7．1．4 二元喷管特性
7．2 反推力状态下的喷管特性
7．2．1 反推力装置的主要特性
7．2．2 反推力装置的布局形式
7．2．3 喷管反推力装置的特点
7．3 具有消音功能的喷管特性
7．3．1 喷管喷流噪声特性
7．3．2 消音喷管的推力损失

8 高超声速飞行器的喷管
8．1 喷管效率
8．2 流动化学不均匀性的影响
参考文献
索引

前言/序言

　　随着航空科学和技术的不断发展，研制复杂多状态飞行器的需求更加迫切，为此应当广泛开展一系列综合性的科学研究工作，其中包括深入研究喷气发动机、动力装置及其各部件的空气动力学现象。
　　动力装置在满足越来越高的经济性要求和最大推力情况下，还需同飞机机体融合以减小外部阻力，这样就导致必须详细研究排气装置，其主要部分就是喷管，它是发动机或动力装置的一个最重要的元件。实质上就是形成喷管研制所涉及的各研究方向或分支，例如内流燃气动力学、带喷管飞机的尾部或后部的空气动力学，并且采用数值计算和试验手段研究喷管的空气动力学。
　　在国内外出版物中，存在大量关于喷管空气动力学方面问题的研究结果，包括理论研究、数值计算和各种试验。这方面的问题与所有物理科学一样，理论与试验之间存在紧密的联系。在各种用途飞机喷管的研究、试验和试制过程中，已经积累了大量经验，这些经验表明，在选择喷管时，需要满足一系列提出的要求，因此需要解决一整套彼此关联的燃气动力学问题：研究管道中的湍流流动；研究亚声速、跨声速、超声速气流中物体的绕流；研究底部区的流动；研究飞机外部绕流与喷管喷流之间的相互影响——复杂外形分离区域的流动。当然还有其他方面的问题。
　　由于存在三维流动，存在湍流和各种形式的分离区，因此，决定了喷管燃气动力学参数和几何参数多种多样，喷管的布局形式也多种多样，喷管的调节规律也多种多样，但是，决定喷管布局形式的最主要条件是获得最大推力，且喷管的外部阻力最小。目前使用理论方法并不能完全解决现代飞机和目前规划中飞机喷管设计实践中出现的各种问题。
　　在理论研究方面，起最大促进作用的是与喷管内部燃气流动相关问题的解决，以及简单（独立）物体平面流动或轴对称收敛物体无黏流问题的解决，最近这些年还解决了黏性来流问题。对于解决飞机设计过程中动力装置喷管气动力问题，主要还是依靠试验手段：设计试验模型进行风洞试验。
　　尽管如此，在一系列学术专著和教材中，还是足够详细地研究了喷管的燃气动力学问题，但时至今日，还没有出现一部将喷管空气动力学各方面主要问题的解决办法综合在一起的专著，内容包括喷管内流特性的确定、外部阻力和底阻的确定、喷管在飞机上实际布局情况下有效推力的确定及其他方面的问题。各种出版物上所讲述的喷管气动力问题都带有局部色彩，缺乏全面性和系统性，尤其是没有将各种情况下的喷管气动特性与所研究物理现象的复杂性和方法的多样性联系在一起，而且给出的结果形式也给各类研究人员增加了难度，很难接受、分析和研究现有数据，甚至会导致结论错误。
　　本书所描述的喷管气动特性，是以中央空气流体动力学研究院30年期间所开展研究的成果为基础，还有部分材料则来自国内外出版的资料。各章节内容中还包括中央空气流体动力学研究院多年从事的喷管气动问题研究综述。
　　本书材料适用于喷管的实际研究和设计制造，可以作为航空院校学生，以及航空发动机制造领域工程师、科学技术人员的参考资料。
　　本书最后列举了各章节所使用的参考资料，前面是国内出版的，后面是国外的，按字母表顺序排列。

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