第1章 空天工程领域先驱

1.1引言

1.2早期发展

1.3乔治·凯利爵士（1773—1857）——真正的飞行器鼻祖

1.4停滞期——1853—1891.

1.5奥托·利林塔尔（1848—1896）——滑翔机之父

1.6柏西·皮尔彻（1867—1899）——继承衣钵者

1.7美国航空学萌芽

1.8韦尔伯·莱物（1867—1912）与奥维尔·莱特（1871—1948）——实用飞行器之父

1.9航空三杰——兰利、莱特兄弟与格伦·柯蒂斯

1.10推进技术难题

1.11飞得更快更高

1.12总结与回顾

第2章 基本原理

2.1流动气体基本物理量

2.1.1压力

2.1.2密度

2.1.3温度

2.1.4流速与流线

2.2空气动力之源

2.3理想气体状态方程

2.4物理单位探讨

2.5比容

2.6飞行器结构剖析

2.7空天飞行器结构剖析

2.8历史事记：NACA与NASA

2.9回顾与总结

参考文献

作业题

第3章 标准大气理论

3.1高度的定义

3.2流体静力方程

3.3位势高度与几何高度的关系

3.4标准大气的定义

3.5气压高度、温度高度与密度高度

3.6历史事记：标准大气

3.7总结与回顾

参考文献

作业题

第4章 空气动力学基础

4.1连续性方程

4.2不可压缩流和可压缩流

4.3动量方程

4.4评述

4.5热力学基础

4.6等熵流

4.7能量方程

4.8方程小结

4.9声速

4.10低亚声速风洞

4.11空速的测定

4.11.1不可压缩流

4.11.2亚声速可压缩流

4.11.3超声速流

4.11.4小结

4.12概念附加说明

4.12.1可压缩流

4.12.2等值空速

4.13超声速风洞和火箭发动机

4.14压缩性探讨

4.15黏性流导论

4.16层流边界层分析

4.17湍流边界层分析

4.18表面摩擦的压缩性效应

4.19过渡

4.20分离流

4.21阻力的黏性效应小结

4.22历史事记：伯努利与欧拉

4.23历史事记：总压管

4.24历史事记：第一个风洞

4.25历史事记：奥斯本·雷诺与雷诺数

4.26历史事记：普朗特与边界层概念的发展

4.27总结与回顾

参考文献

作业题

第5章 翼型、机翼与其他空气动力学装置

5.1引言

5.2翼型术语

5.3升力、阻力与力矩系数

5.4翼型数据

5.5无限翼展机翼与有限翼展机翼

5.6压力系数

5.7根据Cp获取升力系数

5.8升力系数的压缩性修正

5.9临界马赫数与临界压力系数

5.10阻力发散马赫数

5.11超声速下的激波阻力

5.12翼型阻力小结

5.13有限翼展机翼

5.14诱导阻力计算

5.15升力斜率的变化

5.16后掠翼

5.17襟翼——提高升力的结构

5.18柱面与球面的空气动力学

5.19升力的产生——与此相关的几种解释

5.20历史事记：翼型与机翼

5.20.1莱特兄弟

5.20.2英国翼型与美国翼型（1910—1920）

5.20.3 1920—1930.

5.20.4早期NACA4位数翼型

5.20.5后期NACA翼型

5.20.6现代翼型工程

5.20.7有限翼展机翼

5.21历史事记：恩斯特·马赫与马赫数

5.22历史事记：首次载人超声速飞行

5.23历史事记：X-15——首架载人高超声速飞行器并向航天飞机迈进

5.24总结与回顾

参考文献

作业题

第6章 影响飞行器性能诸要素

6.1引言：升阻系数曲线

6.2运动方程

6.3水平非加速飞行所需推力

6.4现有推力与最大速度

6.5水平非加速飞行所需动力

6.6现有动力与最大速度

6.6.1往复式发动机与螺旋桨组合

6.6.2喷气式发动机

6.7高度对所需动力与现有动力的影响

6.8爬升率

6.9滑翔飞行

6.10绝对升限与实用升限

6.11爬升时间

6.12航程与续航时间：螺旋桨飞机

6.12.1物理因素

6.12.2定量公式

6.12.3布拉奎特公式（螺旋桨飞机）

6.13航程与续航时间：喷气式飞机

6.13.1物理因素

6.13.2定量公式

6.14 CD，O与CD，i之间的关系

6.15 起飞性能

6.16着陆性能

6.17转弯飞行与V-n图表

6.18加速爬升率（能量法）

6.19超声速飞行器专题探讨

6.20无人飞行器

6.21微型飞行器

6.22概念飞行器设计原理

6.23评述

6.24历史事记：减少阻力——NACA整流罩与整流片

6.25历史事记：飞行器性能的早期预测

6.26历史事记：布拉奎特及其航程公式

6.27历史事记：飞行器设计——演变与革新

6.28总结与回顾

参考文献

作业题

第7章 稳定与控制原理

7.1引言

7.2稳定与控制的定义

7.2.1静态稳定性

7.2.2动态稳定性

7.2.3控制

7.2.4偏导数

7.3飞行器所受力矩

7.4绝对攻角

7.5静态纵向稳定性标准

7.6定量讨论：机翼对Mcg的影响

7.7机尾对Mcg的影响

7.8重力中心的总俯仰力矩

7.9静态纵向稳定性方程

7.10中性点

7.11静态稳定裕度

7.12静态纵向控制概念

7.13升降舵角调整计算

7.14固定驾驶杆静态稳定性与自由驾驶杆静态稳定性

7.15 升降舵铰链力矩

7.16自由驾驶杆静态纵向稳定性

7.17定向静态稳定性

7.18静态横向稳定性

7.19评述

7.20历史事记：莱特兄弟与欧洲稳定及控制理论

7.21历史事记：飞行控制的发展

7.22历史事记：“高速自动俯冲趋势”难题

7.23总结与回顾

参考文献

问题

第8章 空天飞行理论（航天学）

8.1引言

8.2微分方程

8.3拉格朗日方程

8.4轨道方程

8.4.1受力与能量

8.4.2运动方程

8.5空天飞行器轨迹——基本介绍

8.6开普勒定律

8.7活力（能量）方程

8.8轨道机动

8.8.1平面变化

8.8.2轨道转移：单脉冲转移与霍曼转移

8.9行星际轨道

8.9.1双曲线轨道

8.9.2影响范围

8.9.3日心轨道

8.9.4圆锥曲线拼接法

8.9.5引力辅助飞行轨道

8.10地月转移

8.11航天器姿态控制

8.12地球与行星进入简介

8.13指数大气

8.14大气进入运动基本方程

8.15 弹道式进入应用

8.16进入加热

8.17利用升力进入大气层——应用于航天飞机

8.18历史事记：开普勒

8.19历史事记：牛顿与重力定律

8.20历史事记：拉格朗日

8.21历史事记：无人航天器

8.22历史事记：载人航天器

8.23总结与回顾

参考文献

作业题

第9章 推进理论

9.1引言

9.2螺旋桨

9.3往复式发动机

9.4喷气推进理论——推力方程

9.5涡轮喷气发动机

9.5.1大推力涡轮喷气发动机

9.6涡轮风扇发动机

9.7冲压式喷气发动机

9.8火箭发动机

9.9火箭推进剂——简介

9.9.1液体推进剂

9.9.2固体推进剂

9.9.3评述

9.10火箭方程

9.11火箭分级

9.12航天器轨迹机动推进剂要求

9.13电推进

9.13.1电离子推进器

9.13.2磁等离子流体动力推进器

9.13.3电弧推进器

9.13.4评述

9.14历史事记：早期推进器的发展

9.15 历史事记：航空用内燃机的早期发展

9.16历史事记：早期喷气机发明者

9.17历史事记：火箭发动机的早期历史

9.18总结与回顾

参考文献

作业题

第10章 高超声速飞行器

10.1引言

10.2高超声速流的物理属性

10.2.1薄激波层

10.2.2熵层

10.2.3黏性干扰效应

10.2.4高温效应

10.2.5低密度流

10.2.6概括

10.3高超声速流中体现的牛顿定律

10.4关于高超声速飞行器的评述

10.5总结与回顾

参考文献

习题

附录1标准大气压，国际单位制

附录2标准大气压，英国工程单位制

附录3单位符号和换算因数

附录4翼型数据

作业题答案

索引