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第1章 再入机动飞行器及其气动设计发展概况1

1.1 国外精确制导弹道导弹研究现状1

1.2 国外再入机动飞行器发展概况4

1.2.1 美国第一代机动飞行器4

1.2.2 美国第二代机动飞行器6

1.2.3 美国第三代机动飞行器7

1.2.4 潘兴Ⅱ再入机动弹头8

1.2.5 俄罗斯（苏联）再入机动飞行器9

1.3 国外再入机动飞行器气动技术发展概况10

1.3.1 高超声速风洞试验技术发展10

1.3.2 高超声速工程预估和数值计算技术发展11

1.4 我国再入机动飞行器及其气动技术的发展13

1.4.1 我国再入机动飞行器发展概况13

1.4.2 我国高超再入机动飞行器气动设计技术发展14

参考文献16

第2章 高超声速空气动力学基本原理及工程预测方法17

2.1 高超声速流动的特征17

2.1.1 薄激波层17

2.1.2 粘性干扰18

2.1.3 熵层19

2.1.4 高温效应19

2.1.5 低密度效应21

2.2 解决高超声速再入机动飞行器气动问题的技术途径23

2.2.1 研究气动问题的手段23

2.2.2 工程上进行气动设计的流程23

2.2.3 地面风洞试验24

2.2.4 试验数据的修正25

2.3 高超声速无粘流动分析25

2.3.1 气体动力学基本方程26

2.3.2 高超声速小扰动简化方程组27

2.3.3 高超声速流的激波关系式和马赫数无关原理28

2.4 高超声速气动力的工程预测方法32

2.4.1 牛顿理论32

2.4.2 切劈法和切锥法34

2.4.3 激波-膨胀波法35

2.5 空气舵再入机动飞行器气动设计的部件组合法36

参考文献38

第3章 再入机动飞行器气动外形初选39

3.1 气动外形的设计原则和约束39

3.1.1 较大的机动能力40

3.1.2 较强的巡航能力42

3.1.3 足够的装填空间43

3.1.4 可控的末端速度43

3.1.5 较小的雷达散射43

3.1.6 较弱的交连耦合44

3.1.7 较优的控制品质44

3.2 单独体的气动外形和选取45

3.2.1 单独体的基本外形45

3.2.2 球锥体外形的气动预估和选取47

3.3 舵面的气动外形和选取49

3.3.1 舵面的选取原则49

3.3.2 三角翼50

3.3.3 矩形翼51

3.3.4 梯形翼52

3.3.5 舵面外形的选取53

3.4 本章小结54

参考文献55

第4章 再入机动飞行器气动外形参数的优选与确定56

4.1 试验设计的基本思路和方法56

4.1.1 正交设计法原理和实现方法57

4.1.2 再入机动飞行器气动布局的正交设计58

4.1.3 试验结果单指标的直观分析60

4.1.4 多指标的综合平衡和基本体方案优选63

4.2 舵体组合气动外形的试验与优选64

4.2.1 单独体外形的试验验证和选取65

4.2.2 控制舵面外形的试验验证和选取65

4.2.3 舵面尺寸变化对气动性能的影响66

4.2.4 组合体外形压心系数的比较分析68

4.3 本章小结69

参考文献70

第5章 “＋”型布局和“×”型布局气动性能的比较71

5.1 舵面布局简述71

5.2 控制方式的差异71

5.3 静稳定裕度的差异73

5.4 配平攻角的差异77

5.5 升力和升阻比的差异79

5.6 舵面控制效率和舵面压力的差异80

5.7 交连耦合的差异82

5.8 本章小结84

参考文献85

第6章 再入机动飞行大攻角大侧滑角气动特性分析86

6.1 大攻角大侧滑角风洞试验方法86

6.2 单独体的气动特性分析88

6.2.1 静稳定裕度88

6.2.2 法向力系数89

6.2.3 俯仰力矩系数90

6.3 控制舵面的气动特性分析92

6.3.1 零舵偏法向力系数92

6.3.2 有舵偏法向力系数95

6.3.3 舵面铰链力矩系数96

6.3.4 舵面压心系数98

6.4 组合体俯仰控制气动特性分析99

6.4.1 轴向力系数99

6.4.2 法向力系数100

6.4.3 侧向力系数102

6.4.4 偏航力矩系数102

6.4.5 滚转力矩系数103

6.4.6 纵横向压心系数103

6.5 组合体滚转控制气动特性分析105

6.6 本章小结108

参考文献110

第7章 再入机动飞行器稳定性与机动性111

7.1 静稳定裕度的表述方式111

7.2 机动性能分析113

7.2.1 攻角与舵偏角的匹配关系113

7.2.2 配平能力分析114

7.3 稳定性能分析116

7.3.1 惯性与机动飞行的静稳定性116

7.3.2 静稳定裕度选取118

7.3.3 舵面偏转对静稳定裕度的影响119

7.4 机动性与稳定性的关系119

7.5 高马赫数大攻角下的航向稳定性121

7.5.1 单独体大攻角下的航向稳定性121

7.5.2 空气舵再入机动飞行器的航向稳定性122

7.6 本章小结124

参考文献125

第8章 广义气动力近似公式及在锥形运动中的应用126

8.1 等效舵偏假设下广义气动力公式126

8.2 锥形运动形成的机理及配平参数的确定130

8.2.1 锥形运动形成的机理130

8.2.2 配平状态气动数据的确定131

8.3 配平状态下的气动性能分析132

8.4 本章小结134

参考文献135

第9章 再入机动飞行器气动误差带136

9.1 气动系数误差源及误差分析方法137

9.1.1 气动系数误差源137

9.1.2 误差分析方法137

9.2 风调试验数据精度和准度分析138

9.2.1 风洞试验数据精度分析138

9.2.2 风洞试验数据准度分析140

9.3 再入飞行仿真用气动系数提供方法误差分析145

9.4 气动误差带的确定146

9.5 本章小结147

参考文献148

第10章 再入机动飞行器气动噪声研究与应用149

10.1 再入飞行器气动噪声形成机理149

10.1.1 脉动压力定义149

10.1.2 再入飞行器脉动压力类型150

10.1.3 再入飞行器强噪声效应150

10.2 再入飞行器气动噪声声学特性151

10.2.1 均方根脉动压力与总声压级151

10.2.2 功率谱密度152

10.3 再入飞行器气动噪声预测方法154

10.3.1 脉动压力工程计算方法154

10.3.2 脉动压力地面风洞试验方法155

10.4 再入机动飞行器气动噪声研究与应用157

10.4.1 再入机动飞行器气动噪声特性研究157

10.4.2 再入机动飞行器气动噪声研究应用159

10.5 本章小结159

参考文献161

第11章 再入机动飞行器空气舵前缘流场结构分析162

11.1 激波-激波干扰类型162

11.2 翼前缘结构比较与分析164

11.3 本章小结168

参考文献169

第12章 轴对称与面对称机动飞行器气动特性差异170

12.1 高超声速机动飞行器气动布局的发展变化170

12.1.1 轴对称布局弹道式再入飞行器的发展170

12.1.2 面对称布局外形升力式大气层长航时飞行器的提出和兴起172

12.2 飞行特性与设计需求差异分析173

12.2.1 飞行特性差异分析174

12.2.2 设计需求差异分析175

12.3 外形特征差异分析176

12.3.1 可实现大过载机动飞行的轴对称飞行器外形特征176

12.3.2 可实现大气层长航时机动飞行的面对称飞行器外形特征176

12.4 典型气动特性差异分析177

12.4.1 升阻比特性分析177

12.4.2 纵向静稳定特性与机动配平能力分析179

12.4.3 诱导滚转特性与滚转控制特性对比分析181

12.5 本章小结182

参考文献184