本書(shū)從不同角度對(duì)高升力空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探討。在初步介紹之后，首先，討論了升力產(chǎn)生的物理極限，給出了產(chǎn)生升力的潛力。其次，通過(guò)分析飛機(jī)認(rèn)證所需的高升力相關(guān)要求，討論了飛機(jī)安全飛行所需的條件。第三，分析了提高飛機(jī)在起飛、進(jìn)場(chǎng)和著陸期間性能的需求。然后，討論了不同的增加升力機(jī)制，區(qū)分了主動(dòng)和被動(dòng)兩類高升力裝置。最后，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度介紹了高升力裝置的評(píng)估和設(shè)計(jì)方法，除了數(shù)值和試驗(yàn)方法之外，還專門介紹了高升力系統(tǒng)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。
高升力空氣動(dòng)力學(xué)主要研究增升裝置的空氣動(dòng)力學(xué)特性，此類裝置也稱為高升力裝置。高升力空氣動(dòng)力學(xué)是空氣動(dòng)力學(xué)在飛行速度相對(duì)較低情況下的一個(gè)子集。本書(shū)重點(diǎn)放在民用運(yùn)輸機(jī)上，但是相關(guān)物理學(xué)原理適用于其他飛機(jī)。
然而，高升力空氣動(dòng)力學(xué)這一名稱并未完全描述出相關(guān)技術(shù)的內(nèi)涵。高升力裝置主要用于降低飛機(jī)起飛和進(jìn)場(chǎng)時(shí)的速度。在勻速飛行過(guò)程中，升力與飛機(jī)重量相等，因此，需要增加的不是升力，而是升力系數(shù)，從而確定最小速度與可達(dá)到的最大升力系數(shù)。因此，正確的名稱應(yīng)該是高最大升力系數(shù)空氣動(dòng)力學(xué)，實(shí)際上，該名稱從未使用。
雖然其目的是降低飛行速度，但低速空氣動(dòng)力學(xué)這一術(shù)語(yǔ)卻具有一定的誤導(dǎo)性（雖然有時(shí)也用），低速通常指的是速度低至每秒幾米的非常慢的流動(dòng)，此時(shí)摩擦力影響非常大。而高升力空氣動(dòng)力學(xué)所覆蓋的速度范圍僅僅是相對(duì)于飛機(jī)巡航速度較低，著陸階段的典型速度從小型飛機(jī)的30節(jié)到大型運(yùn)輸機(jī)的200節(jié)不等。
高升力系數(shù)通常意味著大攻角（飛機(jī)體軸線和速度之間的夾角）飛行。大攻角空氣動(dòng)力學(xué)這一術(shù)語(yǔ)通常與細(xì)長(zhǎng)三角翼上的特定流動(dòng)以及相關(guān)的渦流主導(dǎo)的流動(dòng)密切相關(guān)。雖然也可利用旋渦來(lái)提高升力，但本書(shū)并不研究此類流動(dòng)。
本書(shū)從不同角度對(duì)高升力空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探討。在初步介紹之后，首先，討論了升力產(chǎn)生的物理極限，給出了產(chǎn)生升力的潛力。其次，通過(guò)分析飛機(jī)認(rèn)證所需的高升力相關(guān)要求，討論了飛機(jī)安全飛行所需的條件。第三，分析了提高飛機(jī)在起飛、進(jìn)場(chǎng)和著陸期間性能的需求。
然后，討論了不同的增加升力機(jī)制，區(qū)分了主動(dòng)和被動(dòng)兩類高升力裝置，被動(dòng)高升力定義為僅通過(guò)改變形狀來(lái)重定向氣流流動(dòng)以改變升力。相反，主動(dòng)高升力則通過(guò)改變流動(dòng)的能量以改變升力。
最后，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度介紹了高升力裝置的評(píng)估和設(shè)計(jì)方法，除了數(shù)值和試驗(yàn)方法之外，還專門介紹了高升力系統(tǒng)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。當(dāng)然，本書(shū)無(wú)法全面涵蓋所有主題，主要集中在高升力空氣動(dòng)力學(xué)與裝置的具體特征上，并提供了初步的見(jiàn)解。關(guān)于設(shè)計(jì)和仿真的更多細(xì)節(jié)可參考專業(yè)文獻(xiàn)。
正如讀者即將看到的，高升力空氣動(dòng)力學(xué)涉及不同領(lǐng)域和學(xué)科。由于每個(gè)領(lǐng)域都有自己的標(biāo)準(zhǔn)和命名約定，許多符號(hào)具有雙重含義，例如，流體力學(xué)中用T表示溫度，而飛行力學(xué)中用T表示推力。為了增加本書(shū)的可讀性，省略了通用術(shù)語(yǔ)表，每章都單獨(dú)給出了術(shù)語(yǔ)表。
第1章引言1
1.1高升力系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史3
1.1.1高升力裝置的發(fā)展3
1.1.2大型運(yùn)輸機(jī)發(fā)展趨勢(shì)5
1.2飛行安全約束6
參考文獻(xiàn)10
第2章升力產(chǎn)生的極限11
2.1無(wú)粘不可壓流動(dòng)15
2.2可壓縮性影響19
2.3粘性影響23
2.4失速類型31
參考文獻(xiàn)37
第3章適航性39
3.1失速速度定義40
3.2速度定義41
3.2.1起飛和爬升42
3.2.2進(jìn)場(chǎng)和著陸44
3.2.3高升力飛行的工作范圍44
3.3飛行階段45
3.3.1起飛45
3.3.2進(jìn)場(chǎng)和著陸47
3.4飛行航跡坡度要求47
3.4.1起飛爬升要求47
3.4.2著陸爬升要求48
3.4.3陡峭進(jìn)場(chǎng)49
3.5用于應(yīng)力評(píng)估的載荷工況49
3.5.1機(jī)動(dòng)載荷50
3.5.2陣風(fēng)載荷51
3.5.3工作負(fù)載52
3.6噪聲分類52
參考文獻(xiàn)55
第4章起飛著陸階段飛機(jī)性能56
4.1一般關(guān)系57
4.1.1高升力飛行階段61
4.1.2地面效應(yīng)62
4.2氣動(dòng)性能指標(biāo)69
4.2.1起飛69
4.2.2爬升71
4.2.3進(jìn)場(chǎng)74
4.2.4著陸75
4.2.5短距起降77
參考文獻(xiàn)79
第5章被動(dòng)高升力系統(tǒng)81
5.1無(wú)槽裝置83
5.1.1簡(jiǎn)單襟翼83
5.1.2分裂式襟翼85
5.1.3格尼襟翼87
5.1.4下垂襟翼90
5.1.5前緣分裂襟翼（克魯格襟翼）94
5.2前緣縫翼95
5.2.1多段機(jī)翼氣動(dòng)理論97
5.2.2縫翼102
5.2.3槽式克魯格襟翼106
5.2.4槽式襟翼107
5.2.5富勒襟翼110
5.2.6雙縫襟翼和三縫襟翼113
5.3渦流發(fā)生裝置115
5.3.1渦流發(fā)生器116
5.3.2渦流發(fā)生器陣列117
5.3.3板條翼119
5.3.4機(jī)艙擾流片119
參考文獻(xiàn)123
第6章主動(dòng)高升力系統(tǒng)126
6.1邊界層控制（BLC）128
6.1.1邊界層抽吸128
6.1.2切向吹氣131
6.1.3非定常吹氣132
6.1.4射流渦流發(fā)生器136
6.1.5流體振蕩器140
6.1.6合成射流140
6.2環(huán)量控制142
6.2.1Coand效應(yīng)143
6.2.2機(jī)翼環(huán)量控制143
6.2.3Coand襟翼145
6.2.4流體動(dòng)力襟翼146
6.3動(dòng)力升力147
6.3.1推進(jìn)滑流偏轉(zhuǎn)147
6.3.2外部吹氣襟翼149
6.3.3上表面吹氣（USB）152
6.4主動(dòng)增升技術(shù)在民用運(yùn)輸機(jī)上應(yīng)用評(píng)述156
參考文獻(xiàn)158
第7章高升力流動(dòng)模擬163
7.1試驗(yàn)?zāi)M164
7.1.1風(fēng)洞166
7.1.2風(fēng)洞模型類型及安裝168
7.1.3風(fēng)洞校正170
7.1.4無(wú)法修正的測(cè)量誤差源180
7.2數(shù)值模擬185
7.2.1計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）185
7.2.2面元法188
7.2.3升力線方法191
參考文獻(xiàn)193
第8章高升力系統(tǒng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)196
8.1高升力系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程197
8.2高升力系統(tǒng)幾何描述200
8.2.1高升力系統(tǒng)布局200
8.2.2平面參數(shù)201
8.2.3形狀參數(shù)202
8.2.4位置參數(shù)202
8.3設(shè)計(jì)約束204
8.3.1結(jié)構(gòu)約束204
8.3.2運(yùn)動(dòng)學(xué)約束205
8.4翼型與機(jī)翼設(shè)計(jì)的關(guān)系210
8.4.1機(jī)翼設(shè)計(jì)210
8.4.2后掠機(jī)翼變換211
8.4.3局部后掠變換213
8.4.4高升力裝置偏轉(zhuǎn)變換216
8.5高升力裝置優(yōu)化217
8.5.1數(shù)值優(yōu)化方法218
8.5.2設(shè)計(jì)問(wèn)題的定義225
參考文獻(xiàn)229
縮寫231
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