火箭燃气射流动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:张福祥 (1936.9~) 编著

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-12-1

价格:35

装帧:简裝本

isbn号码:9787810736213

丛书系列:

图书标签:

• 航天与宇航科技工程
• 火箭推进
• 燃气动力学
• 射流理论
• 流体力学
• 热力学
• 推进剂
• 燃烧
• 气动学
• 工程应用
• 航空航天

好的，这是一份基于您提供的书名《火箭燃气射流动力学》的周边、相关主题的图书简介，旨在描述一个与该领域密切相关但内容不完全重叠的图书内容，并力求详实、自然，避免AI痕迹。 --- 《高超声速气动布局与热防护设计》 导言：跨越音障的挑战与机遇 随着航空航天技术的飞速发展，飞行器速度的不断提升，特别是向更高马赫数迈进，传统的空气动力学理论已面临严峻的挑战。在五倍音速以上的飞行环境中，空气的化学反应、激波与边界层的相互作用、以及由此产生的极端热载荷，构成了对工程设计和材料科学的终极考验。本书《高超声速气动布局与热防护设计》正是在这一背景下应运而生，它并非聚焦于火箭发动机喷流本身的内部流动或推力产生机制，而是深入探讨了飞行器在高速飞行过程中，与周围空气相互作用所产生的复杂气动效应，以及如何为这些“速度机器”披上坚不可摧的“铠甲”。 第一部分：高超声速气动基础与流动特性 本部分将系统梳理从亚声速到高超声速范围的空气动力学基本原理的演变，重点解析当飞行速度超过马赫数5之后，流场的关键性变化。 第一章：激波的形成与结构解析 我们将详细分析斜激波、正激波以及弯曲激波的几何结构和物理特性。重点阐述激波与物体表面的耦合关系，以及激波在弯曲面上的偏折如何影响压力分布。区别于传统超音速理论中将激波视为薄界面的处理方式，本书将采用更精细的数值模拟结果，探讨激波内部的能量转换过程和气体组分的变化。特别关注“激波-边界层”相互作用（Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SBLI）这一高超声速飞行中最具破坏性的现象，分析其引起的局部热流峰值和压力跳变。 第二章：非平衡流动的物理化学效应 在高超声速飞行中，空气不再是理想的或仅仅是完全电离的气体。随着温度的急剧升高，空气分子（N2, O2）开始发生振动弛豫、化学解离，直至电离。本章将深入探讨这些“非平衡”效应如何影响气动弹性、激波层结构以及热传导特性。内容包括：如何建立适合高焓流动的化学动力学模型；弛豫时间和特征长度的概念；以及如何利用激波管实验和风洞数据来验证这些复杂的流动模型。这部分内容将补充对发动机出口流场“燃气”本身特性（例如，燃烧产物的成分变化）的宏观认识，但重点仍放在飞行器外部的气动热环境。 第三章：气动布局设计原则与流场控制 针对高超声速飞行器（如乘波体、无翼布局或依赖于空气动力支撑的轨道器），气动布局的设计思路与常规飞机截然不同。本章将介绍基于“拟合”和“驻留”思想的布局设计方法。深入分析“激波捕获”原理在冲压发动机进气道设计中的应用，但更侧重于如何利用固定的几何形状来稳定和控制外部激波位置，从而实现升力/阻力比（L/D）的最大化。内容将涵盖：如何利用弯曲前缘（Blunt Body）和尖锐前缘（Sharp Body）在不同马赫数下的气动特性权衡；以及如何通过微小扰动（如小型偏转翼面或主动流场控制）来抑制不稳定的气动现象。 --- 第二部分：热防护系统（TPS）的设计与材料选择 高超声速飞行中的核心挑战之一是管理由高热流密度引起的结构失效风险。本部分将详尽阐述解决这一问题的技术路径，即热防护系统。 第四章：热环境的量化与预测 准确预测飞行器表面各点的热流密度是TPS设计的前提。本章将提供一套完整的热环境评估流程，包括：如何根据飞行轨迹（高度、速度、攻角）计算外部对流热流和辐射热流的叠加效应；如何利用边界层理论（如湍流/层流边界层的热流差异）进行局部热载荷估算。这部分工作是理解为何需要特定材料来应对特定热流的关键所在。 第五章：热防护技术分类与工作机理 热防护系统大致可分为两大类：被动隔热和主动散热。 被动防护方面： 我们将详尽介绍耐热材料的选择标准。重点剖析陶瓷基复合材料（CMC）和碳/碳复合材料（C/C）的结构特性、抗氧化涂层技术以及其在极端温度下的力学性能退化模型。同时，将深入探讨烧蚀材料（Ablative Materials）的工作机理，包括材料的相变、气化吸热过程以及由此产生的冷却边界层效应，但分析侧重于材料在烧蚀过程中如何控制热流向内层的传递，而非其燃烧副产物的化学动力学。 主动防护方面： 本章将简要介绍再生冷却（Regenerative Cooling）和膜冷却（Film Cooling）等技术在返回器和高超声速巡航飞行器中的应用，但着重于其与结构热边界层的耦合效应，即如何通过循环冷却剂在结构内形成一个更“冷”的内部边界条件。 第六章：结构-热-气动耦合分析 在设计环节，必须将热防护材料的性能与其承载的结构载荷结合起来。本章讨论如何进行热结构耦合分析。内容包括：材料在不同温度梯度下的热应力计算；如何设计满足热膨胀位移的连接结构；以及如何处理热防护层与主体结构之间的界面粘接问题。最终目标是确保热防护系统不仅能承受高温，还能在承受高气动载荷的同时保持结构完整性，实现轻量化与可靠性的最佳平衡。 --- 结语 《高超声速气动布局与热防护设计》为读者提供了一套从空气动力学机理到工程实现的全景视图。本书的深度在于它将流体力学的复杂性（如非平衡流动、SBLI）与材料科学的严苛性（如极端温度下的力学衰减）紧密结合，旨在培养新一代航空航天工程师，使其能够驾驭前所未有的飞行速度所带来的工程难题。本书严格聚焦于飞行器外部气动效应和表面热管理技术，与涉及发动机内部燃气加速和喷射特性的研究存在清晰的边界。

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我对那些能够改变我们认知边界的科学探索充满了敬意，而火箭技术无疑是其中的佼佼者。我希望这本书能够不仅仅局限于技术层面的讲解，更能融入一些历史的视角和未来的展望。它是否会回顾火箭技术的发展历程，从早期的固体燃料火箭到现代的液体燃料火箭，再到未来可能出现的更先进的推进技术？书中是否会提及那些在火箭科学领域做出杰出贡献的科学家和工程师们的故事，他们的智慧和毅力是如何推动这项伟大的事业不断前进的？更重要的是，我希望这本书能够展望火箭技术在未来的应用前景，例如深空探测、太空旅行，甚至是行星际殖民。在了解了火箭动力学背后的科学原理之后，我更能感受到人类探索未知宇宙的决心和勇气，这本书或许能为我打开一扇通往更广阔星辰大海的大门。

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我一直对物理学中的动量守恒定律着迷，而火箭的飞行正是这一定律的绝佳体现。这本书如果能深入探讨“冲量”和“反作用力”这两个概念，将是我非常期待的。我希望作者能够用清晰易懂的语言，解释火箭是如何利用喷射物质来产生向前的推力的。是否会涉及到牛顿第三定律在火箭动力学中的具体应用？例如，当燃料以极高的速度向后喷出时，气体本身所具有的动量是如何被火箭吸收并转化为向前的运动动量的？我希望能够看到一些经典的数学模型，比如齐奥尔科夫斯基火箭方程，并了解它是如何根据火箭的质量比和喷射速度来计算火箭的最终速度的。此外，我也想了解，在实际的火箭发射过程中，燃料的消耗率、发动机的工作时间以及外部环境因素（如空气阻力、重力）是如何共同影响火箭的加速度和轨迹的。

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这本书的封面设计非常吸引我，深邃的宇宙背景搭配上喷薄而出的炽热火焰，瞬间就勾起了我对宇宙探索和航天技术的无限遐想。我一直对那些能够挣脱地心引力，直冲云霄的庞然大物充满了好奇，尤其是它们背后那股蕴藏着巨大能量的“推力”源泉。想象一下，在那一瞬间，固体燃料燃烧释放出炙热的气体，以惊人的速度向后喷射，产生一股足以撼动世界的反作用力，这其中的物理原理该是如何精妙而又宏大？我特别希望能在这本书里找到关于这种能量释放的详细描述，比如不同类型燃料的燃烧特性，以及它们如何影响射流的温度、压力和速度。如果能有相关的图解，展示出气体在喷管内的膨胀过程，或者模拟出超音速射流与周围大气相互作用形成的复杂结构，那就更棒了。我甚至脑海中会浮现出那股燃烧产生的声浪，仿佛是大地在怒吼，是人类智慧与自然伟力的一次碰撞。总而言之，这本书给我带来的第一印象，是一种关于力量、速度与征服的视觉冲击，让我迫不及待地想了解那股驱动火箭飞天的神秘力量。

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当我翻开这本书，我首先被那些精美的插图所吸引。那些详细的图表和剖面图，几乎把我带进了火箭发动机的核心。我尤其对其中关于喷管设计的部分产生了浓厚的兴趣。我知道，喷管是火箭发动机中至关重要的一环，它决定了燃气的膨胀效率，进而影响着火箭的推力。书中是否会详细讲解不同形状的喷管，例如钟形喷管、锥形喷管，以及它们在不同飞行阶段的适用性？我很好奇，设计一个最优化的喷管需要考虑哪些因素，比如燃气密度、声速、膨胀比等等。是否会有公式推导，展示如何根据这些参数计算出喷管的最佳几何形状？我也想知道，在实际制造过程中，材料的选择和加工精度又会带来怎样的影响。我希望这本书能够深入浅出地解答这些问题，让我明白，一个看似简单的管道，却蕴含着如此复杂的科学原理和工程智慧，是工程师们精密计算和反复试验的结晶。

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我是一名对空气动力学和流体力学领域充满好奇的业余爱好者，因此，我对书中可能包含的关于超音速流动和激波的内容非常感兴趣。火箭在穿过大气层时，会经历一个复杂的气动环境，尤其是在高速飞行时。我希望这本书能够详细解释，当火箭以超音速前进时，周围的空气是如何被压缩和流动的。书中是否会涉及马赫数、激波层、膨胀波等概念？我特别想了解，火箭发动机喷出的高温高压燃气与外部大气的相互作用，是如何形成复杂的射流结构，以及这些结构对火箭的稳定性和阻力会产生怎样的影响。如果能有一些模拟图或者实验数据，展示不同速度和攻角下火箭周围的流场分布，那将是极好的。我希望这本书能帮助我理解，为什么火箭的设计需要同时考虑发动机的动力学和飞行器的气动特性，二者之间是相互制约又密不可分的。

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