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第1章 概论1

1.1 引 言1

1.2 冲压发动机的工作原理与性能特点2

1.2.1 冲压发动机的工作原理2

1.2.2 冲压发动机的性能特点3

1.3 冲压发动机的类型4

1.3.1 冲压发动机的基本类型4

1.3.2 组合冲压发动机的类型5

1.4 冲压发动机的发展历程与应用的发展阶段8

1.4.1 冲压发动机的发展历程8

1.4.2 冲压发动机应用的发展阶段12

1.5 新概念冲压发动机15

1.5.1 MHD能量旁路超燃冲压发动机15

1.5.2 水冲压发动机16

1.6 小结17

习题17

参考文献17

第2章 冲压发动机的流体力学基础18

2.1 气体动力学基础18

2.1.1 静参数与滞止参数18

2.1.2 流量函数19

2.1.3 冲量函数19

2.1.4 激波20

2.1.5 膨胀波29

2.2 真实气体效应30

2.2.1 高超声速流动的主要特征30

2.2.2 真实气体31

2.2.3 热完全气体模型32

2.2.4 真实气体效应影响算例分析35

2.3 一维气体动力学37

2.3.1 正方法37

2.3.2 逆方法39

2.4 瑞利（Rayleigh）流理论41

2.4.1 瑞利流物理模型41

2.4.2 控制方程及其解41

2.4.3 换热过程对流动的影响43

2.4.4 瑞利线44

2.5 计算流体力学在冲压发动机研究中的应用47

2.5.1 单一气体模型47

2.5.2 多组分化学动力学模型49

2.5.3 湍流燃烧56

2.5.4 两相燃烧60

2.5.5 时间推进与空间推进方法64

2.5.6 一体化流场计算的模型和方法67

2.5.7 特征线法（MOC）69

2.6 小结74

习题74

参考文献74

第3章 冲压发动机的循环过程76

3.1 冲压发动机的循环过程及性能指标76

3.1.1 热力循环过程及热效率76

3.1.2 能量转换78

3.1.3 性能指标80

3.2 冲压发动机的流动过程分析84

3.2.1 冲压发动机的理想流动过程85

3.2.2 理想冲压发动机循环参数优化94

3.3 超燃冲压发动机的循环过程97

3.3.1 从亚燃冲压发动机到超燃冲压发动机97

3.3.2 超燃冲压发动机的循环过程100

3.4 小结102

习 题102

参考文献103

第4章 冲压发动机的进气道104

4.1 超声速进气道的主要类型及热力循环过程104

4.1.1 超声速进气道的主要类型及流动特点104

4.1.2 超声速进气道的热力循环过程108

4.2 超声速进气道的主要性能指标109

4.2.1 基本性能指标109

4.2.2 进气道的效率及其他性能指标113

4.2.3 各性能参数间的关系116

4.3 超声速进气道的起动特性117

4.3.1 内压式超声速进气道的起动特性117

4.3.2 混压式超声速进气道的起动特性123

4.3.3 影响进气道起动的主要因素及常用辅助起动措施125

4.4 超声速进气道的典型工作状态及其影响因素127

4.4.1 进气道－发动机流量匹配过程127

4.4.2 超声速进气道的典型工作状态129

4.4.3 超声速进气道的附面层问题及不稳定工作状态135

4.4.4 超声速进气道工作状态和性能的影响因素143

4.4.5 可调进气道及其控制149

4.5 超声速进气道设计及性能计算150

4.5.1 最佳波系理论150

4.5.2 超声速进气道的型面设计153

4.5.3 超声速进气道的性能计算164

4.5.4 超声速进气道的流场数值模拟研究166

4.6 高超声速进气道167

4.6.1 构型特点167

4.6.2 其他特殊问题169

4.7 小结170

习 题172

参考文献173

第5章 冲压发动机的燃烧室175

5.1 概述175

5.2 火焰稳定与传播178

5.2.1 火焰传播速度及其影响因素178

5.2.2 稳定火焰的方法181

5.3 燃烧室热力气动计算184

5.3.1 热力计算185

5.3.2 气动计算188

5.4 燃烧室设计191

5.4.1 点火192

5.4.2 雾化193

5.4.3 预燃室196

5.4.4 火焰稳定器196

5.4.5 燃烧室阻力198

5.4.6 影响燃烧效率的因素199

5.4.7 超燃冲压发动机燃烧室202

5.5 燃烧流动的分析方法204

5.5.1 冲量分析法204

5.5.2 CFD方法205

5.6 小结211

习 题211

参考文献212

第6章 冲压发动机的尾喷管213

6.1 尾喷管的一维流动规律213

6.1.1 收缩尾喷管流动规律213

6.1.2 扩张尾喷管流动规律216

6.1.3 收敛－扩张尾喷管流动规律218

6.2 尾喷管的性能及几种典型尾喷管的工作原理219

6.2.1 尾喷管的理论性能219

6.2.2 几种典型的尾喷管225

6.3 高超声速尾喷管231

6.3.1 构型特点231

6.3.2 其他特殊问题231

6.4 尾喷管型面的设计方法232

6.4.1 拉瓦尔喷管233

6.4.2 高超声速尾喷管设计236

6.5 尾喷管流场数值模拟242

6.5.1 尾喷管流场数值模拟方法242

6.5.2 尾喷管流场数值模拟算例243

6.6 小结244

习 题246

参考文献247

第7章 整体式冲压发动机248

7.1 特点与分类248

7.2 整体式液体冲压发动机249

7.2.1 工作过程249

7.2.2 设计计算250

7.2.3 性能分析254

7.3 固体火箭冲压发动机257

7.3.1 工作过程257

7.3.2 补燃室流动特性258

7.3.3 设计计算流程259

7.3.4 设计计算公式261

7.3.5 性能分析266

7.3.6 非壅塞式固体火箭冲压发动机268

7.4 固体燃料冲压发动机272

7.4.1 结构与特点272

7.4.2 内弹道分析272

7.4.3 燃速分析274

7.4.4 性能分析275

7.5 固液火箭冲压发动机276

7.5.1 工作原理276

7.5.2 推力调节276

7.6 总体设计与一体化设计279

7.6.1 弹用冲压发动机性能比较279

7.6.2 空气进气系统的选择281

7.6.3 导弹与冲压发动机一体化设计284

7.7 小结292

习 题293

参考文献293

第8章 冲压发动机的燃料及材料294

8.1 冲压发动机液体燃料特性294

8.1.1 石油蒸馏精制燃料295

8.1.2 以特定化合物为主的燃料295

8.1.3 凝胶燃料296

8.1.4 天然存在的金刚烷燃料296

8.1.5 人工合成高密度燃料297

8.1.6 高密度吸热型碳氢燃料297

8.2 冲压发动机固体燃料特性300

8.2.1 贫氧推进剂的发展概况300

8.2.2 贫氧推进剂的组成及配方选择原则300

8.2.3 贫氧推进剂的分类301

8.2.4 贫氧推进剂的燃烧特征301

8.2.5 适用于非壅塞式固体火箭冲压发动机的GAP贫氧推进剂302

8.3 冲压发动机的材料与热防护304

8.3.1 冲压发动机对材料的要求304

8.3.2 材料的性质306

8.3.3 可供使用的材料306

8.3.4 冲压发动机燃烧室热防护材料307

8.4 小结308

习 题309

参考文献309

第9章 冲压发动机的试验310

9.1 地面试验系统310

9.1.1 试验系统的组成310

9.1.2 试验模拟准则317

9.2 直连式试验318

9.3 自由射流试验320

9.4 飞行试验324

9.5 试验参数的测量和试验数据的处理327

9.5.1 试验参数的测量和处理327

9.5.2 试验气流参数对发动机性能的影响333

9.6 小结337

习 题338

参考文献340

附 录341