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第1章 概论1

高超声速气动力试验发展概况1

高超声速流动特征4

高超声速气动力试验的任务及一般要求11

高超声速气动力试验的研究方法及主要试验技术15

高超声速气动力试验在航天飞行器发展中的作用和地位20

参考文献24

第2章 高超声速气动力试验的基本理论和相似准则25

相似理论25

量纲分析26

相似定理31

常用的相似参数35

坐标系及其坐标转换38

坐标系的定义38

角度的定义39

力矢量和力矩矢量方向的定义40

基本转换矩阵的定义41

坐标系转换路径42

坐标系转换关系42

高超声速风洞气动力试验模拟准则45

喷流干扰试验模拟准则47

低密度风洞气动力试验模拟准则49

玻耳兹曼方程及其边界条件49

相似参数和流态划分50

低密度高超声速风洞气动力试验模拟准则53

模型自由飞气动力试验模拟准则54

参考文献55

第3章 高超声速地面模拟试验设备概况56

国内外风洞设备概况56

高超声速风洞设备种类57

国内外高超声速风洞概况63

国内典型风洞地面模拟试验设备性能64

常规高超声速风洞64

激波风洞70

高超声速推进风洞75

超高速自由飞弹道靶80

高超声速低密度风洞83

参考文献87

第4章 高超声速风洞流场校测89

气动力试验对风洞气流品质的要求89

风洞流场品质对气动力试验影响89

风洞流场品质的基本要求92

流场校测93

喷管壁面轴向马赫数分布测量93

稳定段总温分布和总压分布测量94

喷管出口截面边界层位移厚度测定94

试验段速度场校测95

试验段温度场校测97

试验段方向场校测97

标准模型试验98

数据处理方法103

试验段速度场校测数据处理103

稳定段和试验段温度场校测数据处理105

喷管出口截面边界层位移厚度测定数据处理106

典型流场校测结果109

改善风洞流场品质的方法111

附录计及温度对比热比影响的热力学完全气体流动参数计算公式112

参考文献116

第5章 高超声速气动力试验模型设计118

高超声速气动力试验模型设计一般要求118

模型设计的基本要求118

模型在风洞中的位置119

模型的支撑119

模型结构的一般要求120

模型和支杆的强度要求121

模型和支杆的刚度要求121

模型的精度要求122

高超声速风洞气动力试验模型设计123

常规高超声速风洞试验模型设计123

推进风洞试验模型设计126

低密度风洞试验模型设计127

激波风洞试验模型设计129

模型材料及缩比的选择129

模型连接部分设计130

模型外形设计131

自由飞弹道靶模型设计131

弹道靶模型设计要求131

模型设计的基本原则133

模型尺寸的限制134

模型的结构要求134

模型的强度要求134

模型表面粗糙度135

模型的精度要求135

弹托设计要求136

喷流干扰气动力试验模型设计137

喷流干扰模型设计基本要求137

冷气喷流试验模型设计138

热气喷流试验模型设计141

参考文献142

第6章 风洞天平及其校准144

引言144

压电天平及其校准145

压电天平145

压电天平设计149

压电天平的校准155

微量天平及其校准160

微量天平设计160

微量天平校准164

中温天平167

中温天平设计167

温度补偿及修正168

中温天平校准170

水冷天平171

其他特种测力天平172

铰链力矩天平173

推力测量天平174

表面摩阻天平175

喷流试验天平177

压心天平179

小滚转力矩天平180

参考文献181

第7章 试验技术182

试验程序和一般试验方法182

全模测力试验186

全模测力试验的一般做法186

不同高超声速风洞全模测力试验的特殊性189

压力分布测量试验189

模型自由飞试验191

激波风洞中模型自由飞试验191

高超声速推进风洞中模型自由飞试验195

喷流干扰试验196

模拟方法197

喷流模型及装置198

高超声速进气道试验198

研究内容和试验目的199

试验方法199

铰链力矩试验203

试验方法203

应注意的问题205

动稳定性试验206

自由振动法206

自由滚转试验技术212

自由翻滚试验技术213

强迫振动试验技术215

风洞模型自由飞试验技术216

参数辨识技术217

级间分离及多体分离试验219

无喷级间分离试验220

有喷级间分离试验222

轨道器分离试验224

小滚转力矩／小不对称气动特性试验225

天平直接测量法225

自由滚转法226

气浮轴承加天平法226

角度、同轴度的影响227

参考文献228

第8章 试验数据的处理与分析229

对数据采集与处理系统的要求229

连续式风洞试验数据采集与处理系统237

脉冲风洞试验数据采集与处理系统243

风洞试验数据的处理245

流场参数计算245

天平坐标系载荷计算247

体轴系载荷计算248

角度的计算方法251

模型自重修正255

体轴系和风轴系的气动系数计算256

非滚转体轴系和非滚转风轴系的气动系数计算259

静态气动导数计算和截距修正260

角度圆整化方法261

试验数据的拟合和插值方法261

重复性试验结果的平均值及均方根误差计算263

对数据文件总体要求263

风洞试验数据不确定度分析及质量评估266

误差理论266

风洞试验数据误差计算公式274

误差源分析287

对风洞试验数据的不确定度要求289

影响试验数据准度因素分析290

参考文献293

第9章 弹道靶气动力试验295

引言295

弹道靶气动力试验的特点296

常用的坐标系298

地球固连坐标系（OdXdYdZd）298

物体固连坐标系（OwXwYwZw）298

模型定向固连平面坐标系（OpXpYpZp）300

弹道坐标系（ObXbYbZb）302

自由飞物体的运动方程302

飞行动力学303

作用在飞行器上的力和力矩310

运动微分方程组316

三周期法320

测定阻力系数的技术328

常系数情况328

变系数情况329

其他气动力特性的测量331

弹道靶气动力参数辨识337

参数辨识方法339

系统数学模型340

气动力数学模型342

参数估计343

灵敏度方程组348

弹道靶上的具体应用351

误差分析353

附录 微分修正的最小二乘法357

参考文献361

第10章 高超声速气动力试验的发展362

高超声速飞行器的新发展362

天地往返运输系统362

战略导弹再入弹头365

远程战术及攻防对抗武器367

航空支援轨道转换飞行器371

小型低轨道卫星371

设想中的高超声速运输机372

高超声速气动力试验的热点问题373

高超声速气动力试验的发展趋势377

参考文献379