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本書共分10章。第1章從高超聲速進(jìn)氣道的發(fā)展簡(jiǎn)史，引出了曲面壓縮概念；第2章介紹了曲面壓縮系統(tǒng)氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題簡(jiǎn)化求解方法；第3章介紹了幾種二維彎曲激波曲面壓縮面的正設(shè)計(jì)方法；第4章介紹了第一類反設(shè)計(jì)，即由出口氣流參數(shù)分布逆流向設(shè)計(jì)壓縮流道的過(guò)程；第5章集中介紹了第二類反設(shè)計(jì)的詳細(xì)流程，即指定壓縮面壓強(qiáng)或馬赫數(shù)分布設(shè)計(jì)彎曲激波曲面壓縮系統(tǒng)；第6章介紹了內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道各種軸對(duì)稱基準(zhǔn)流場(chǎng)的第二類反設(shè)計(jì)方法；第7章是曲面壓縮高超聲速二維、軸對(duì)稱、三維側(cè)壓和內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)實(shí)例；第8章介紹了自適應(yīng)變幾何彈性曲面壓縮進(jìn)氣道新概念；第9章是進(jìn)氣道阻力分析和減阻設(shè)計(jì)；第10章則是曲面壓縮的發(fā)展和應(yīng)用展望。

什么是曲面壓縮？簡(jiǎn)言之，就是讓所有壓縮面都參與對(duì)超聲速氣流壓縮的壓縮方式，用□通俗但不嚴(yán)密的話講，就是讓氣流在“每一寸壓縮面上”都受到壓縮。曲面壓縮通常伴隨著彎曲激波，等熵壓縮是曲面壓縮的特例。
　　高超聲速指的是飛行馬赫數(shù)高于5的飛行速度范圍。隨著高超聲速技術(shù)特別是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，高超聲速進(jìn)氣道設(shè)計(jì)也面臨著一系列挑戰(zhàn)性問(wèn)題，如進(jìn)氣道與燃燒室的一體化設(shè)計(jì)、進(jìn)氣道與飛行器前體的一體化設(shè)計(jì)、進(jìn)氣道巡航狀態(tài)性能與寬范圍工作性能的矛盾、流道邊界層分離和流態(tài)的控制、壓縮面的減阻等。
　　彎曲激波一曲面壓縮概念的提出為解決這些問(wèn)題提供了新的途徑。研究表明，曲面壓縮進(jìn)氣道在降低總壓損失、縮短長(zhǎng)度、避免邊界層分離、改善非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能、降低阻力、耐受非均勻來(lái)流等方面均存在優(yōu)勢(shì)，因此逐漸受到人們關(guān)注，對(duì)這種流場(chǎng)的設(shè)計(jì)方法、性能與應(yīng)用已進(jìn)行了多方面的探索和詳細(xì)的研究，并取得了豐碩的成果。
　　需要指出的是，本書討論的高超聲速進(jìn)氣道曲面壓縮概念□初源自20世紀(jì)90年代初作者在德國(guó)宇航中心的研究。20世紀(jì)80年代已有的研究表明，一體化設(shè)計(jì)高超聲速飛行器的前體邊界層對(duì)機(jī)腹進(jìn)氣的高超聲速進(jìn)氣道性能有重大影響，□嚴(yán)重的情況下，邊界層厚度甚至可以占整個(gè)進(jìn)氣口高度的1/2以上，采用單純的邊界層排移或吸除代價(jià)太大甚至得不償失，因此進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮來(lái)流邊界層的流動(dòng)非均勻性對(duì)高超聲速進(jìn)氣道流動(dòng)的影響，應(yīng)該考慮如何采取措施減緩對(duì)進(jìn)氣道性能的不利影響，當(dāng)年作者在DLR的數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)曲面壓縮較平面壓縮似乎更為有利�；貒�(guó)后正值我國(guó)863 -2計(jì)劃的研究蓬勃開(kāi)展之際，配合863計(jì)劃的研究，在國(guó)家自然科學(xué)基金“高超聲速進(jìn)氣道來(lái)流附面層處理的研究”（19082008）項(xiàng)目的資助下，就此問(wèn)題展開(kāi)進(jìn)一步研究。之后，除了繼續(xù)承擔(dān)863 -2計(jì)劃的高超聲速進(jìn)氣道研究之外，還連續(xù)在幾個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金“高超聲速一體化設(shè)計(jì)側(cè)壓式進(jìn)氣道研究”（19282007）、“非均勻高超聲速進(jìn)氣道研究”（19582003）和“雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)研究”（19882002）項(xiàng)目的資助下，配合863計(jì)劃的深入進(jìn)行，就高超聲速進(jìn)氣道的基礎(chǔ)性關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)曲面壓縮面對(duì)非均勻來(lái)流的適應(yīng)能力較強(qiáng)，且具有一定的“糾偏”能力，對(duì)提高一體化設(shè)計(jì)的高超聲速進(jìn)氣道性能有利。21世紀(jì)初與□□□□□力學(xué)研究所的高超聲速進(jìn)氣道合作科研上，力學(xué)研究所研究員張新宇希望在國(guó)內(nèi)首座燃燒加溫的自由射流高超聲速風(fēng)洞上，在菱形區(qū)內(nèi)提供盡可能大尺寸的高性能高超聲速進(jìn)氣道模型氣動(dòng)設(shè)計(jì)。在這種具體需求的牽引下，作者嘗試多種可能構(gòu)思后，忽然頓悟是否有可能利用當(dāng)年源自德國(guó)宇航中心的研究成果，結(jié)合這幾年的探索，將二維平面斜楔壓縮由平面變?yōu)榘记�，采用比純等熵壓縮更大的曲率，用無(wú)限多級(jí)斜楔代替有限級(jí)數(shù)的斜楔壓縮，讓等熵壓縮波依次交匯并迫使首道斜激波彎曲，在滿足激波封口的原則下，這樣不僅縮短了壓縮面長(zhǎng)度，而且在局促的空間約束下模型可以做得較大。引入了部分的等熵壓縮替代純激波壓縮，等熵壓縮與激波壓縮的比例可以根據(jù)需要加以調(diào)節(jié)和控制，與傳統(tǒng)的超聲速氣流壓縮方式相比，綜合氣動(dòng)性能和設(shè)計(jì)方法的靈活性□□優(yōu)勢(shì)。曲面壓縮的這一具體應(yīng)用當(dāng)時(shí)真有“柳暗花明又一村”之感。
　　進(jìn)入21世紀(jì)，在國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“近空間飛行器關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題”的重點(diǎn)項(xiàng)目“高超聲速氣流新概念壓縮系統(tǒng)研究”（90916029）的資助下，作者課題組對(duì)這種彎曲激波一曲面壓縮系統(tǒng)開(kāi)展了比較系統(tǒng)、深入的研究。課題組經(jīng)過(guò)近20年20余名博士、碩士研究生的不懈努力，發(fā)現(xiàn)彎曲激波一曲面壓縮這種壓縮方式很有特色，至今已發(fā)展了高超聲速壓縮面多種由壓縮面氣動(dòng)參數(shù)分布到型面設(shè)計(jì)和逆流向反設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，并形成了高超聲速二維進(jìn)氣道、高超聲速軸對(duì)稱進(jìn)氣道、高超聲速側(cè)壓式進(jìn)氣道和高超聲速內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道的完整的曲面壓縮進(jìn)氣道反設(shè)計(jì)方法，獲得了綜合性能優(yōu)良的進(jìn)氣道氣動(dòng)構(gòu)型，這種新型的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)在高超聲速吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際氣動(dòng)設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。本書全面地介紹了彎曲激波一曲面壓縮特殊壓縮方式的研究歷程、工作特點(diǎn)、性能計(jì)算和氣動(dòng)構(gòu)型的設(shè)計(jì)方法。高超聲速進(jìn)氣道的阻力也是人們關(guān)注的問(wèn)題之一，本書也介紹了進(jìn)氣道□小阻力的估算方法和曲面壓縮的減阻效果。

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