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第1章 灿烂的前景、白热化的竞争、高难度的挑战1

1.1 对未来民机需求的不同预测1

1.2 A380和B787之争4

1.3 单通道（窄体）客机的群雄竞争9

1.4 对未来民机的要求13

1.4.1 N+1常规布局飞机13

1.4.2 两种布局并举的N+2代飞机16

1.4.3 N+3代先进民用飞机28

1.4.4 超声速民机49

1.4.5 欧盟的2050年航空发展展望54

1.4.6 REVCON项目57

1.5 结束语58

参考文献59

第2章 翼身融合体（BWB）民机62

2.1 BWB概念的出发点63

2.2 BWB的研究和发展64

2.3 欧盟航空界的BWB气动设计研究71

2.4 BWB外形的多学科优化设计73

2.4.1 WingMOD多学科优化设计软件73

2.4.2 发动机和机体一体化设计77

2.5 俄罗斯的研究79

2.6 分布式发动机BWB飞机的多学科优化设计81

2.6.1 分布式发动机概念81

2.6.2 喷气机翼和喷气襟翼（Jet flap）概念82

2.6.3 分布式发动机模型82

2.6.4 多学科优化设计结果84

2.7 X-48B和X-48C87

2.8 BWB空气动力外形工程设计的一种数值优化方法89

2.8.1 设计方法概述89

2.8.2 优化设计结果的讨论90

2.9 结束语93

参考文献93

第3章 高经济性静音中航程民机96

3.1 SAX-40中航程概念飞机简介96

3.2 实现设计目标可能性的分析和设计思想的形成97

3.3 三轮SAX的发展98

3.4 关键技术的讨论99

3.4.1 准三维机体外形的设计方法（Q-3D）99

3.4.2 Q-3D设计方法的验证100

3.4.3 前缘前弯的中央体气动外形设计102

3.4.4 可平滑下弯的外翼前缘及升降副翼的后缘刷103

3.4.5 吸入边界层的多风扇埋入式发动机组和喷口截面可变推力矢量喷管组合的先进推进系统103

3.5 SAX-40优异性能概括107

3.5.1 SAX-40的低噪声107

3.5.2 SAX-40的油耗高经济性109

3.5.3 SAX的低排污性109

3.6 结束语110

参考文献110

第4章 支撑机翼跨声速民机112

4.1 优化问题的提法115

4.2 各学科计算方法116

4.2.1 空气动力学116

4.2.2 结构和重量118

4.2.3 稳定和操纵119

4.2.4 推力121

4.2.5 其他121

4.3 计算结果和SBW提高飞机性能的潜能讨论121

4.3.1 SBW优于常规飞机121

4.3.2 航程的影响124

4.3.3 技术水平进步的灵敏度分析125

4.3.4 成本分析比较126

4.3.5 优化约束条件作用的灵敏度分析126

4.4 多学科优化设计和工程创新思想128

4.5 结束语129

参考文献129

第5章 层流流动控制技术及应用131

5.1 未来民机设计有望应用层流流动控制技术131

5.2 减少摩擦阻力是减少民机阻力的重要途径132

5.2.1 摩阻占民机总阻力的50％左右132

5.2.2 目前减少摩阻的两种措施132

5.3 层流流动控制技术133

5.3.1 层流流动控制减阻分析133

5.3.2 三种层流流动控制技术137

5.3.3 层流流动控制技术的研究简况142

5.3.4 层流流动控制技术可带来的效益143

5.4 层流流动控制的设计方法144

5.4.1 设计方法144

5.4.2 转捩位置的计算145

5.5 层流流动控制飞机的运行维护153

5.5.1 昆虫的污染154

5.5.2 冰粒和云层中颗粒的污染154

5.6 层流流动控制技术研究的几个重要进展155

5.6.1 X-21A（WB-66）的缝道吸气飞行试验（1960—1965年）155

5.6.2 Jetstar HLFC前缘系统模拟飞行航线的飞行试验（1983—1986年）156

5.6.3 B757 HLFC飞行试验（1990—1991年）162

5.7 结束语164

参考文献164

第6章 高升力系统外形空气动力及流动分离的控制技术169

6.1 引言169

6.2 RANS方程方法求解高升力外形流场的进展171

6.3 高升力计算专题研讨会（HiLiftPW-I）180

6.3.1 概况180

6.3.2 计算与实验结果的对比183

6.3.3 小结194

6.4 欧盟高升力（EUROLIFTⅠ，Ⅱ）项目195

6.4.1 EUROLIFT Ⅰ195

6.4.2 EUROLIFT Ⅱ202

6.5 高升力外形CLmax的雷诺数效应213

6.6 计及转捩影响的高升力计算220

6.7 高升力系统分离流动的流动控制技术226

6.7.1 引言226

6.7.2 非定常激振控制流动的分离227

6.7.3 非定常激振分离控制概念应用于民机的潜能评估241

6.7.4 ADVINT（Adaptive Flow Control Vehicle Integrated Technologies）项目244

6.7.5 多点激振的研究258

6.7.6 小结286

6.8 高效巡航短距起降（cruise efficient short take-off and landing,CESTOL）飞机的概念288

6.8.1 小尺寸模型的风洞实验289

6.8.2 大尺寸模型的风洞实验295

参考文献298

第7章 超声速民用机和噪声的控制305

7.1 第一代超声速民用机——协和号（Concorde）305

7.2 第二代超声速民用机——HSCT项目305

7.3 超声速公务机（supersonic business jet,SSBJ）研究306

7.4 湾流公司QSJ方案310

7.5 2020—2035年期间的超声速民用机研究314

7.5.1 市场分析和设计要求314

7.5.2 飞机外形的探索317

7.6 欧盟的HISAC项目325

7.7 减小音爆的研究328

7.7.1 概述328

7.7.2 湾流公司静音探针（quiet spikeTM）的研究329

7.7.3 非标准大气的影响和美国大陆可能发生音爆的初步估计336

7.7.4 DARPA减小音爆外形设计的演示验证（SSBD）338

7.8 噪声抑制技术的研究347

7.8.1 QTD（Quiet Technology Demonstrator）2项目350

7.8.2 抑制机体噪声（airframe noise,AFN）的研究368

7.8.3 噪声的计算方法385

7.8.4 小结409

参考文献410

第8章 多学科综合和优化设计422

8.1 引言422

8.2 机体／发动机相互协调的综合设计（SnAPII）424

8.2.1 SnAPII技术概述424

8.2.2 应用SnPAII技术于常规民机布局和翼身融合体布局可能获益的估计437

8.2.3 使用SnPAII技术的可能的革新型布局形式441

8.3 多学科优化设计（MDO）443

8.3.1 MDO方法443

8.3.2 概念设计的多学科优化设计447

8.3.3 波音公司的MDOPT软件448

8.3.4 民机多学科优化设计举例451

8.3.5 MDO应用的现状和未来461

参考文献464

附录1469

附录2471

缩略语481

索引485