Содержание книги

48. Аэродинамическое проектирование самолетов. Д. Кюхеман. Москва « Машиностроение » 1983г. 623 стр. Перевод с английского Н. А. Благовещенского и Г. И. Майкапара. Под редакцией Г. И. Майкапара Обстоятельное введение в современную аэродинамику и практическое руководство по решению проблем проектирования самолётов.
26.1 Мb rar (djvu) Скачать книгу: 1 2 3

В книге изложены физические основы аэродинамического проектирования самолетов, она отличается очень большим объемом информации. Книга предназначена для инженеров, конструкторов, а также научных работников, специализирующихся в области расчета, проектирования и исследований летательных аппаратов. Может быть полезна преподавателям и студентам авиационных вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дитрих Кюхеман умер 23 февраля 1976 г. К счастью аэродинамиков, он уже собрал материал для этой книги и занимался окончательной подготовкой ее к печати. Подготовка была закончена коллегами по Королевскому авиационному институту (RAE) при содействии RAE в оформлении. Книга является завершающей работой выдающегося аэродинамика, возможно, наиболее выдающегося в его поколении. Творческая жизнь автора прошла в исследованиях сначала в AVA (Геттинген) и затем в RAE (Фарнборо), где он стал главой аэродинамического отделения.

В течение четырех последних лет жизни, в дополнение к продолжавшимся исследованиям, он прочитал курс лекций студентам инженерно-авиационного факультета Имперского колледжа (Лондон). Он воспользовался этой возможностью чтобы подчеркнуть свое убеждение в том, что аэродинамика занимает выдающееся место в сложном процессе проектирования самолета.

Книга следует в общем этим лекциям, но вследствие более полного изложения материала она имеет намного большее значение, чем учебник для студентов. В целом она дает ясное представление о том, как следует выбирать форму самолета, соответствующую его назначению, о методах детального аэродинамического проектирования, о роли науки в прогрессе техники. Было бы неразумно ограничивать круг ее читателей. Выбор заглавия указывает на отношение автора к аэродинамике как к прикладной науке, служащей для проектирования самолетов. Наилучшими являются те методы, которые соответствуют этой цели; вместе с основными идеями ученый стремится дать их в руки проектировщика самолета. Упрощающим предположениям отдается предпочтение перед так называемыми точными методами, когда допущения облегчают, понимание аэродинамических процессов и могут быть подвергнуты критической проверке, обычно с помощью эксперимента. В то же время основные концепции, возникающие при таком подходе, составляют только первый шаг — введение — в процессе детального проектирования самолета.

Конструктор, зная, какую задачу должен выполнять его самолет, должен выбрать соответствующий тип обтекания, это автоматически ведет его к правильным концепциям детального проектирования с помощью идей теоретических методов, изложенных, в книге. Соответствующим образом расположен материал книги, как это видно из оглавления. Во введении (гл. 1) профессор Кюхеман излагает свою точку зрения, которая сводится к тому, что авиация является существенной частью развития человеческого общества, а аэродинамика играет важную, доминирующую роль в развитии авиации- Из мысли, что в возможностях авиации свести время путешествия по всему миру к нескольким часам, вытекает необходимость увеличения крейсерских скоростей самолетов пропорционально дальности их полета.

Необходимость полета в различных диапазонах чисел Маха приводит к делению самолетов условно на три класса: самолет с прямым или стреловидным крылом умеренного или большого удлинения; вытянутый в длину самолет с дельтаобразным в плане крылом малого удлинения и волнолет, несущее тело с острыми кромками, опирающееся на сильную ударную волну. После определения типов самолетов могут быть более широко исследованы возможности их применения в других условиях и других диапазонах чисел Маха. Во всех случаях, однако, различные типы должны обладать определенными важными свойствами, вытекающими из идеи «здорового» обтекания, принадлежащей Людвигу Прандтлю и состоящей в том, что обтекание должно быть эффективным средством создания подъемной силы и оставаться стационарным и устойчивым в диапазоне чисел Маха и Рейнольдса, углов атаки и скольжения, соответствующих всем режимам полета самолета. Обстоятельно описаны основы такого подхода. Раздел, посвященный основным процессам аэродинамики (гл. 2), содержит мастерское изложение принципов и идей, связывающих типы течений и формы самолета, что является главным в подходе автора к проектированию. В гл. 3 широко обсуждаются средства создания подъемной силы и тяги и вводится математический аппарат, необходимый для количественного выражения концепций аэродинамики.

В гл. 4...8 подробно рассмотрены типы обтекания самолетов различных классов. В короткой заключительной главе повторяется убеждение автора в том, что аэродинамика занимает фундаментальное, ключевое место в проектировании самолета, и излагаются соображения о ее дальнейшем развитии. В конце приведены названия более 1900 трудов, на которые были ссылки в тексте. Многие друзья и коллеги автора различным образом участвовали в создании книги.

Особой признательности заслуживают Д. А. Бэгли, Д. X. В. Смит, Б. Г. Бродбент и П. Л. Рое, сотрудники отдела аэродинамики RAE, завершившие редактирование, а также доктор Иоганна Вебер, проверившая графики и ссылки, бывшая сотрудником профессора Кюхемана в течение продолжительного времени. Заслуживают благодарности за печатание, считку Элма Гернер, бывший секретарь автора, Сюзан Деммс и Ирен Джое. Во многом оказал содействие доктор П. Д. Финли из Имперского колледжа, очень ценны советы и поддержка профессора П. Р. Оуена.

Д, Седдон, Фернхем, Сюррей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   I. H. Abbott; A.  E. von  Doenhoff & L.   S.  Stivers. Summary 
of  airfoil   data.   NACA/TIB/1201,   1945.
2.   I. H. Abbott   &   A.  E. von   Doenhoff.   Theory of  Wing 
Sections.   New York, 1959.
3.  J. Ackeret. Luftkrafte auf Fltigel, die mit grosserer als 
Schallgeschwindig-keit bewegt werden. ZFM 16, 72,  1925. Transl. 
NACA  TM  317,   1925.
4.  J.  Ackeret.    Gasdynamik.   Handbucrr   der    Physik   (Ed.  
H. Geiger   & K. Scheel),   7,   Springer   1927.
5.  J. Ackeret,   F.  Feldmann    &    N.     Rott,    Untersuchungen   
an   Verdich-tungsstossen und Grenzschichten in schnell bewegten 
Gasen. M AETH 10, 1946.
6.  Mac С Adams. Leading-edge separation from delta  wings  at  
supersonic speeds.   JAS 20,   430,   1953.
7.  Mac С  Adams  & W.  R.  Sears.   Slender-body theory-review and 
extension.   JAS   20,   85,    1953.
8.  AGARD.   Transonic   aerodynamics.   AGARD   CP-35,   1968.
9.  AGARD. Aerodynamics of atmospheric shear flows. AGARD CP-48, 1969.
10.  AGARD.   Aerodynamic  interference.   AGARD  CP-71,    1970.
11.  AGARD.  Symposium on unsteady  aerodynamics for aeroelastic analyses 
of interfering surface (in two parts). AGARD CP-80,  1971.
12.  AGARD.  Inlets and nozzles for aerospace engines. AGARD CP-71,  
1971.
13.  AGARD.   Handling qualities criteria.  AGARD CP-106,   1971.
14.  AGARD. Assessment of lift augmentation devices. AGARD LS-43, 1971.
15.  AGARD.   The need  for  large windtunnels  in  Europe.   AGARD 
AR-60, 1972.
16.  AGARD.   Flight  test  techniques.   AGARD  CP-85,   1972.
17.  AGARD.   Fluid   dynamics  of   aircraft  stalling.   AGARD  CP-102,
 1972.
18.  AGARD.   Aerodynamic  problems   of   hypersonic vehicles (two 
volumes). AGARD LS-42,   1972.
19.  AGARD.   Flight     in turbulence.   AGARD CP-140,   1973.
20.  AGARD.   Problems  of windtunnel   design  and  testing.   
AGARD R-600, 1973.
21.  AGARD    Problems   in  windtunnel   testing  techniques.   
AGARD R-601, 1973.
22.  AGARD.  Fluid-motion problems  in windtunnel design.  AGARD R-602, 
1973.
23.  AGARD. A review of current research aimed at the design and operation 
of   large   windtunnels.   AGARD AR-68,    1974.
24.  AGARD.  The need for large transonic windtunnel  in Europe.  
AGARD AR-70, 1974.


* Ссылки на дополнительную литературу, полученную слишком поздно для включения в алфавитный список, приведены на с. 650. Принятые сокращения для названий некоторых изданий и учреждений приведены в конце списка. Продолжение списка литературы:
1 2 3 4 5 Сокращения, принятые в списке литературы А & A Astronautics & Aeronautics AAS Advances in Aeronautical Sciences AE Aircraft Engineering AFFDL Air Force Flight Dynamics Laboratory, Wright-PatterJon Air Force Base, Florida AFOSR Air Force Office of Scientific Research AGARD AG AGARDograph AR Advisory Report CP Conference Proceedings LS Lecture Series R Report AIAA American Institute of Aeronautics and Astronautics AJ The Aeronautical Journal AM Acta Mechanica AP The Aeroplane A Qu The Aeronautical Quarterly ARA Aeronautical Research Association, Bedford ARC CP Aeronautical Research Council, London, Current Paper ARC R & M Aeronautical Research Council, London, Reports and Memoranda ARFM Annual Review of Fluid Mechanics ARL Aeronautical Research Laboratory, Melbourne AS Aerospace AVA Aerodynamics Versikhsanstalt, Gottingen В Berischt ВАС British Aircraft Corporation CAC College of Aeronautics Cranfield CASI Canadian Aeronautics and Space Institute CIT Cranfield Institute of Techology CRAS Comptes rendues des seances de l'Academie des Sciences Paris DFVLR Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Luft- und Raumfahrt DL FB Deutsche Luftfahrtforschung or Deutsche Luft- und Raumfahrt, Forschungsbericht DL M Deutsche Luft- und Raumfahrt, Mitteilung DL UM Deutsche Luftfahrtforschung, Untersuchungen und Mitteilungen DVL Deutsche Versuchsanstalt fur Luftfahrt E AVA Ergebnisse der Aerodynamischen Versuchsanstalt Gottingen FFA The Aeronautical Research Institute of Sweden HSA Hawker Siddeley Aviation ICAS International Congress Aerospace Sciences Ing Arch Ingenieur Archiv IUTAM International Union Theoretical and Applied Mechanics J Journal JA Journal of Aircraft JAS Journal of Aeronautical Sciences or Journal Aerospace Sciences JASI Journal of the Aeronautical Society of India J DGL Jahrbuch der deutschen Gesellschaft fur Luft- und Raumfahrt J DL Jahrbuch der deutschen Luftfahrtforschung JFM Journal of Fluid Mechanics JIMA Journal of the Institute of Mathematical and its Applications JRAeS Journal of the Royal Aeronautical Society JWGL Jahrbuch der wissenschaftlishen Gesellschaft fur Luf- und Raumfahrt KTH Royal Technical High School, Stockholm LF Luftfahrtforschung LGL Lilienthal Gesellschaft der Luftfahrtforschung LT Library translation M Mitteilungen MDC McDonnell Douglas Aircraft Co. M AETH Mitteilungen aus dem Institut fur Aerodynamik der Eidgenssi- schen Technischen Hochschule Zurich M MPI Mitteilungen aus dem Max-Planck-Institut fur Stromungsfor- schung und der Aerodynamischen Versuchsanstalt Gottingen MOS RT Ministry of Supply (Volkenrode) or Ministry of Aircraft Produ- ction, Reports and Translations NACA National Advisory Committee for Aeronautics NASA National Aeronautics and Space Administration NGTE National Gas Turbine Establishment, Pyestock NLR National Aerospace Laboratory, Amsterdam NPL National Physical Laboratory, Teddington NRC National Research Council Canada NW Naturwissenschaften ONERA Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales P Paper PF The Physics of Fluids PiAS Progress in Aeronautical Sciences or Progress in Aerospace Sciences, Pergamon Press PMM Prikladnaja Matematika i Mekhanika, Translated as Journal of Applied Mathematics and Mechanics, Pergamon Press Proc Proceedings Proc Roy Soc Proceedings of the Royal Society London Qu JM Quarterly Journal Mechanics and Applied Mathematics R Report RA La Recherche Aeronautique or La Recherche Aerospatiale RAE Royal Aircraft Establishment, Farnborough or Bedford ' SUDAER Stanford University California, Department of Aeronautical Engineering TM Technical Memorandum TN Technical Note TR Technical Report UTIAS University of Toronto Institute of Aerospace Sciences VK.I von Karman Institute, Brussels ZAMM Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Mechanik ZAMP Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Physik ZFM Zeitschrift fur Flugtechnik und Motorluftschiffahrt Z f W Zeitschrift fur Flugwissenschaften ZWB ТВ Zentralstelle fur wissenschaftliches Berichtswesen der Luftfahrt- forschung, Technische Berichte ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ «Авро Вулкан» 284 Аккерета правило 90, 215 аппарат, входящий в атмосферу 553 асимметричное расположение объемов 484 аэробус «летающее крыло» 497—506 аэродинамическая перегородка 211 аэродинамический центр (фокус) 151, 155, 159, 170, 184, 372 аэродинамическое качество 14, 17, 124—126, 142—143, 247—249 аэродинамическое качество волнолета 513—515, 548, 553, 573 аэродинамическое нагревание 540 Балансировка 372, 412, 448, 478, 483, 517 бафтинга граница 220—22, 240 биплан 332 Бреге дальность 14 В вдувание газа 554 вес, распределение 15, 127—131, 386, 391, 500—504 взаимодействие ударной волны с пограничным слоем 228, 238, 242, 525, 551 взлетно-посадочные характеристики самолета с крылом малого удлинения 500, 505 вихревое сопротивление, минимум 76, 86, 164, 342, 431 вихревой след, влияние на летящий сзади самолет 327, 488 вихри, распределение 80, 82, 147, 166, 174, 317 влияние близости земли 334—338, 454 водород как топливо 510, 559 воздухозаборник 115, 121, 227, 285, 352, 492 воздухозаборник, проектирование 116—122 волна детонационная 108, 560, 563 волна дефлаграции 562 волновое сопротивление 48, 88, 236, 243, 513 волновое сопротивление, обусловленное объемом 88, 243 волновое сопротивление, обусловленное подъемной силой 48, 88, 243, 513 волнолет 92, 507 выдув из боковой кромки 286 выдув из носка 556 выдув из передней кромки 434 вытеснения течение 48, 292, 303 вытеснения толщина 37, 177, 183, 436 вязкое взаимодействие 48—67, 69, 219, 231—233, 238—242, 541 генераторы вихрей 211 годографа метод 123, 257, 260 горение, индуцированное скачком; горение в кормовой части 560, 567 горение в носовой части 566 горение при постоянном давлении 99, 104 горение в сверхзвуковом потоке 559 Д дальность глобальная (земная) 18, 508 двигатель с изменяемым циклом 393, 491 двигатель, установка на самолете 491 двигатель, экранирование шума 366, 499 диффузор 150, 155, 117, 118, 121 диффузионное горение 560 донное горение 359, 559, 568 донное сопротивление, снижение 286, 359 загрязнение 21 задняя кромка влияние вверх по потоку 396, 459 задняя кромка затупленная 252 задняя кромка, стекающая вихревая пелена 61—66, 174, 178, 188, 326 задняя кромка течение в ее окрестности 62, 178 закритическое течение 47, 238, 287, 291 закрылок 204 закрылок балансировочный 478 закрылок вращающийся 207 закрылок на части размаха 209 закрылок струйный 261 закрылок щелевой 204 запас маневренности 375 запас статической устойчивости 372 звуковое замораживание (стабилизация) 214 звуковой удар 492 И изменяемая геометрия 202, 248 излома эффекты (срединные) 160, 165, 168, 234, 274, 292, 340 изобары спектр 136, 252, 282, 319 интерференция, гондола — крыло 364 интерференция, киль — горизонтальное оперение 339 интерференция, крыло — подвешенная под крылом нагрузка 366 интерференция, крыло — фюзеляж 301—325 интерференция, струя — несущая поверхность 344, 358 интерференция, струя — суживающаяся кормовая часть 361 К камера сгорания 100—107 Кармана оживало 468 Карно цикл 103 Кейли принцип проектирования 123, 576 киль, сопряжение с горизонтальным оперением 339 Коанда эффект 261 комбинации крыло — тело, удлиненные 484 «Конкорд» 20, 495 конические крылья 536 конструкция изменяемого профиля RAE 271 концевые эффекты 145, 159, 161, 188, 235, 243, 253 косое крыло 246—249 КДП термический 102, 103 КПД пропульсивный 14, 101, 104, 124, 140, 378, 567 крейсерский режим 13, 125, 140, 384, 499 критическое число Маха 47, 135, 221, 295 кромки аэродинамически острые 60, Риггельса фактор 146, 161 Рэлея линия 564 сверхзвуковая область местная 212— 217 сверхциркуляция 268 сжатие бесскачковое 117, 136, 217, 227, 237 сжимаемость, поправки 164, 171 сжимаемость, эффекты на крыле малого удлинения 417, 476 сила тяги 94, 115, 561, 572 Сирса—Хаака тело 89, 237, 468 скос потока индуцированный 77, 152, 154, 164, 170 след 38, 49, 71, 177, 183, 205, 296 сопло 114, 121, 362 сопло полуоткрытое 569 сопротивление вихревое 74, 76, 81—84, 186, 211, 281 сопротивление волновое 48, 236, 243, 245, 513 сопротивление давления, обусловленное вязкостью 49, 84, 181, 574 сопротивление кормовой части 574 сопротивление полное 71, 76, 244 сопротивление поверхностного трения 49, 70, 84, 439, 553 составляющая веса платной нагрузки 15, 19, 128, 141 спектр самолетов 578 стреловидности эффекты 134—140, 159, 168, 182, 185, 208, 284 струи 356 струйное крыло 338 Т тандемные крылья 332 Тауненда поверхность 93, 118, 517 температура поверхности 546 теплоотдача 70, 419, 539, 552 течение неоднородное 343 тонкого крыла малого удлинения теория 456, 464 топлива вес 15, 127 топлива резерв 15, 131 точка отрыва 50, 309 трансзвуковое противоречие 218 Треффтца плоскость 71, 80, 95, 111, 154, 316 Туполев, «Ту—144» 495 турбореактивный двигатель 17, 105, 119, 122, 378, 491 турбулентное перемешивание 56, 69, 197, 229 Туэйтса закрылок 265 У удельный расход топлива 140, 570 Уиткомба тело 288 управление подъемной силой, непосредственное 434 управление элеронами 449, 455 устойчивость и управляемость 369, 449 устройства для увеличения подъемной силы 125, 143, 202—209, 290, 335 Ф Флауера поверхность расширения 93, 525 фюзеляж 292—325, 479 фюзеляж нестандартной формы 296 фюзеляж форма сужения средней части 303, 320—324 «Хендли Пэйдж Виктор» 284 «Хендли Пэйдж Н—115» 443, 449, 487 Ц цикл течения 96—107 цилиндр круглый вблизи экрана 338 циркуляция 80, 111, 177, 265 Чепмена—Жуге точка 564 эквивалентности, правило 236, 319 энергии уравнение 35, 97, 99 энергия располагаемая 13, 97, 108 эффект отражения 304, 311, 316, 340 ядро вихря двойное 65 ядро вихря коническое 404, 422 ядро вихря, траектория 328 ядро вихря, устойчивость 327, 411 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие............................ 5 Глава 1. Введение ....................... 7 1.1. Некоторые предварительные соображения ......... 7 1.2. Общие технические представления ............. 11 1.3. Авиация и проблемы транспорта ............... 20 1.4. Проблемы проектирования .................. 28 Глава 2. Течения воздуха.................... 33 2.1. Модели воздуха и некоторых его свойств.......... 33 2.2. Некоторые методы описания невязких течений........ 38 2.3. Некоторые модели для описания сжимаемости воздуха ....44 2.4. Влияние вязкости, отрыв потока.............. 48 2.5. Течения, применяемые к самолету .............. 67 Глава 3. Средства создания подъемной силы и тяги....... 71 3.1. Подъемная сила и связанное с ней сопротивление....... 71 3.2. Крыло с почти плоскими вихревыми следами......... 73 3.3. Крылья малого удлинения с неплоскими вихревыми следами ...85 3.4. Несущие тела с ударными волнами.............. 87 3.5. Тяга ............................ 94 3.6. Циклы пропульсивных течений ............... 96 3.7. Элементы воздушно-реактивных двигателей ......... 107 Глава 4. Характеристики самолета с прямым (классическим) и стреловидным крылом .................. 123 4.1. Семейство самолетов, соответствующих концепции Кейли . . . 123 4.2. Самолет со стреловидным крылом .............. 132 4.3. Классическая теория крыла и ее развитие.......... 143 4.4. Трехмерные эффекты скольжения .............159 4.5. Влияние вязкости ...................... 176 4.6. Влияние отрыва ...................... 188 4.7. Максимальная подъемная сила................ 195 4.8. Стреловидные крылья в трансзвуковом потоке........212 4.9. Стреловидные крылья в сверхзвуковом потоке.......242 Глава 5. Проектирование классического самолета и со стреловидным крылом...................... 251 5.1. Некоторые цели проектирования стреловидных крыльев....251 5.2. Проектирование профилей сечений ............. 256 5.3. Трехмерное крыло...................... 273 5.4. Некоторые специальные средства............... 286 5.5. Фюзеляж .......................... 292 5.6. Интерференция крыла и фюзеляжа.............. 301 5.7. Интерференция крыльев и влияние земли........... 325 5.8. Влияние неоднородности потока ............... 343 5.9. Некоторые проблемы, связанные с созданием тяги..352 5.10. Некоторые проблемы самолета в целом........... 367 Глава 6. Проектирование сверхзвукового самолета с крылом малого удлинения и его характеристики............. 378 6.1. Эволюция концепции проектирования .........378 6.2. Семейство самолетов с крылом малого удлинения....... 383 6.3. Характеристики вихревых течений над крыльями малого удлинения ............................394 6.4. Теории отрывных течений .................. 420 6.5. Общие характеристики крыльев при малых скоростях.... 6.6. Проектирование деформированных крыльев с безотрывным обтеканием ........................... 6.7. Ненесущне крылья в сверхзвуковом потоке....... 6.8. Несущие крылья при сверхзвуковых скоростях........ 6.9. Некоторые проблемы самолета в целом........... Глава 7. Самолет с крылом малого удлинения для полета на малые дальности при дозвуковых скоростях .......... 7.1. Концепция аэробуса Гейтса ................. 7.2. Обсуждение характеристик.................. 7.3. Соображения по проектированию ............. Глава 8. Самолет-волнолет.................... 8.1. Концепция волнолета и ее возможные приложения...... 8.2. Проектирование несущих тел с помощью известных полей течения ............................. 8.3. Характеристики на нерасчетных режимах .......... 8.4. Влияние вязкости ...................... 8.5. Подвод тепла в поток воздуха ................ 8.6. Несущие тела, создающие тягу................ Глава 9. Выводы и перспективы................. Список литературы ......................... Дополнительный список литературы................. Предметный указатель .......................


Для получения паролей на архивы книг и др. материалов обращаться:
vokb-la@yandex.ru
По вопросам обмена материалами обращаться:
elected_kb@mail.ru

Обсудить литературу на форуме...

Здесь может быть Ваша реклама!

реклама:

реклама!

cтатистика:






ВОКБ ЛА "Кукушка" | о нас | магазин | гостевая | форум | библиотека | рассылка | авиа симуляторы
soft | рефераты | фото галерея | архив | реклама | контакты | ссылки
авиация | конструкции | компоновка | проектирование | двигатели | приборы | материаловедение | лётные испытания