本書系統介紹了飛機人椅系統空氣動力特性的試驗模擬方法和數值模擬方法，對人椅系統在亞跨聲速、大迎角、大側滑角範圍的空氣動力特性進行了分析研究。
 
本書共7章：第1章闡述了彈射救生系統的發展歷程與趨勢、國內外研究概況、主要研究方法等；第2章簡要介紹了涉及的氣動基礎知識和試驗原理；第3章分析了試驗模擬的不確定度；第4章介紹了數值模擬方法和典型的計算結果；第5章詳細介紹了地面模擬試驗方法和典型結果；第6章結合前述內容詳細分析了人椅系統的空氣動力特性；第7章初步建立了人椅系統研製技術平臺。


前言

第1章 緒論 1
1.1 航空彈射救生系統發展 1
1.2 人椅系統空氣動力特性研究目的和意義 2
1.3 國內外飛機人椅系統空氣動力特性地面類比研究 7
1.4 國內外飛機人椅系統空氣動力數值類比研究 11
1.5 空氣動力學——人椅系統安全救生的重要支撐技術 14

第2章 空氣動力學基礎知識與風洞試驗原理 16
2.1 空氣動力學基礎知識 16
2.1.1 空氣屬性 16
2.1.2 空氣動力學基本概念 21
2.1.3 空氣動力學基本關係式 27
2.1.4 空氣動力學基本方程 30
2.2 坐標軸系 33
2.2.1 風洞試驗常用坐標軸系 33
2.2.2 機體坐標軸系Oxbyb zb 33
2.2.3 氣流坐標系Oxaya za 34
2.2.4 半機體坐標軸系Oxiyi zi 35
2.2.5 風洞坐標軸系Oxwyw zw 35
2.2.6 天平坐標軸系Ox′y′z′ 35
2.2.7 坐標軸系轉換 36
2.3 風洞試驗原理 37
2.3.1 相似理論 37
2.3.2 相對性原理 37
2.2.3 高速風洞試驗相似準則 38

第3章 人椅系統風洞試驗不確定度 43
3.1 概述 43
3.2 飛機人椅系統模型高速風洞試驗資料不確定度分析方法 44
3.3 飛機人椅系統模型風洞試驗中的誤差源和獨立測量變數 46
3.4 試驗中過程參數及試驗結果不確定度估算 47
3.4.1 風洞氣流參數 48
3.4.2 模型姿態角 49
3.4.3 空氣動力係數 50
3.5 飛機人椅系統模型風洞試驗系統不確定度計算 51
3.6 試驗技術研究結果可靠性分析 54
3.6.1 試驗研究結果重複性 54
3.6.2 支撐幹擾 55
3.6.3 試驗研究結果與國外試驗結果比較 58

第4章 人椅系統空氣動力特性數值類比 61
4.1 概述 61
4.2 三維Euler方程有限體積法 63
4.2.1 數學模型 63
4.2.2 有限體積法 64
4.2.3 邊界處理 66
4.2.4 耗散模型 69
4.2.5 四步Runge Kutta顯式時間推進格式 71
4.2.6 加速收斂措施 73
4.3 三維N-S方程計算 76
4.3.1 N-S方程的一般形式 76
4.3.2 邊界條件 78
4.3.3 有限體積法 80
4.3.4 湍流模型 81
4.3.5 時間步長的選取 83
4.4 飛機人椅系統數值類比 84
4.4.1 幾何模型與網格 84
4.4.2 計算過程與方法 87

第5章 人椅系統空氣動力特性地面類比試驗方法 90
5.1 概述 90
5.2 人椅系統空氣動力特性火箭滑車試驗方法 91
5.3 人椅系統映射半模型支撐試驗方法 92
5.4 人椅系統尾支撐試驗方法 93
5.5 人椅系統側壁直角彎杆支撐試驗方法 95
5.5.1 側壁直角彎杆支撐試驗方式 95
5.5.2 飛機人椅系統試驗技術難點 96
5.5.3 飛機人椅系統試驗技術的實現 97
5.5.4 飛機人椅系統模型空氣動力載荷預計 99
5.5.5 天平設計要求 100
5.5.6 大迎角大側滑角機構設計要求 100
5.5.7 試驗類比研究設備及人椅系統模型 101
5.5.8 飛機人椅系統試驗方法 106
5.5.9 飛機人椅系統天平設計 108
5.5.10 試驗資料處理方法與修正 115
5.5.11 飛機人椅系統模型試驗資料修正 119

第6章 人椅系統空氣動力特性 124
6.1 人椅系統流動特性分析 124
6.2 人椅系統數值類比研究結果與試驗研究結果比較分析 137
6.3 人椅系統空氣動力特性分析 138
6.3.1 人椅系統空氣動力特性分析與快速預估 138
6.3.2 飛機人椅系統升力特性 144
6.3.3 飛機人椅系統阻力特性 146
6.3.4 飛機人椅系統俯仰力矩特性 150
6.3.5 飛機人椅系統側向力特性 153
6.3.6 飛機人椅系統滾轉力矩特性 155
6.3.7 飛機人椅系統偏航力矩特性 158

第7章 人體空氣動力特性及其風洞模擬方法 161
7.1 概述 161
7.2 人體空氣動力試驗 162
7.2.1 人體空氣動力試驗方法 162
7.2.2 人體空氣動力試驗的技術難點與試驗技術的實現 164
7.2.3 人椅組合體試驗模型 168
7.2.4 人體空氣動力試驗天平設計 169
7.2.5 人體空氣動力與坐標系 170
7.2.6 人體空氣動力試驗資料處理與修正 171
7.3 人體空氣動力特性 172
7.3.1 頭部與保護頭盔組合體和密閉頭盔的空氣動力特性 172
7.3.2 人體上肢空氣動力特性 173
7.3.3 人體下肢空氣動力特性 178
7.3.4 防護裝置對人體空氣動力特性的影響 181
7.3.5 人體承受空氣動力載荷的影響與分析 196
參考文獻 198