资源介绍
视频数量：45个
总时长：7小时40分
课程介绍：
航空工程空气动力学完全指南
你有没有想过，一架几百吨重的飞机为什么能稳稳地飞在天上？机翼切过空气的那一瞬间，到底发生了什么？当飞机接近音速时，设计师们又要面对怎样棘手的问题？这门课就是来回答这些问题的。
这是一门关于航空工程中空气动力学的系统课程，总共45节，时长七个半小时左右。从最基础的概念讲起，一路推进到跨音速气流的复杂分析，最后还会教你用一个真实可用的工具来做翼型气动特性估算。课程的脉络非常清晰，跟着学下来，你会发现自己对飞机飞行的理解会发生质的变化。
第一部分先建立对空气动力学的基本认识。什么是空气动力学？飞行背后的原理是什么？课程会从航空静力学的概念入手，解释升力到底是怎么产生的，然后介绍飞机的主要组成部分及其功能。你会了解到一架飞机由哪些基本部件构成，每个部件起什么作用，以及常见的几种气动布局方案是怎样的。这些内容看似简单，但很多人在学习更深入的知识之前，往往对最基本的概念一知半解，导致后面越来越吃力。
第二部分进入坐标系和飞行力学的核心。你需要理解描述飞机运动需要哪些坐标系，飞行中作用在飞机上的力和力矩分别是什么。大气本身有什么特性？空气的黏性如何影响流动？空气的可压缩性为什么在高亚音速时变得不可忽视？马赫数的物理意义是什么？这些概念是后续所有分析的基础。课程还会带你了解空气动力学的各个分支，让你知道这门学科的研究范围到底有多广，从低速不可压缩流到高超声速流，每个领域关注的问题各不相同。
第三部分重点讲跨音速流动。当飞机速度接近音速时，流场会变得非常复杂——空气不再像低速时那样温和地绕过机翼，而是会产生激波。课程会解释什么是马赫波和激波，压力系数在跨音速条件下如何变化，以及可压缩性带来的高级效应。这部分内容对于理解现代战斗机和高性能客机的设计至关重要，因为大多数商用飞机的巡航速度都处于跨音速范围。
第四部分深入讨论二维翼型。你会学到翼型的几何定义——厚度分布、弯度、弦长、前缘半径和尾缘角这些参数分别代表什么意思。课程会用大量篇幅分析翼型上的激波现象、黏性流动效应、边界层的形成与发展，以及激波诱导分离的机制。这些内容听起来很专业，但课程讲解的方式是从直观物理图像出发，配合必要的数学推导，让你既能理解现象，又能掌握定量分析方法。
第五部分转向飞机分类和后掠翼设计。课程会介绍飞机的分类方法，然后花大量篇幅讲解后掠翼——什么是后掠角、后掠翼有什么气动优势、设计时需要考虑哪些因素。你会了解到后掠翼在跨音速飞行中的关键作用：它能有效延缓激波的形成，让飞机在更高的速度下保持良好的气动性能。课程还分成两个部分详细讨论后掠翼的设计方法，并介绍了军用飞机后掠翼设计的特点。
第六部分聚焦于翼型的气动性能。你需要理解升力、阻力和力矩特性的含义，以及影响它们的因素。课程会详细讲解跨音速翼型的气动特征、波阻的产生机制、超临界翼型的设计思想。对于阻力预测，课程提供了两种方法——近场法和远场法，并通过具体例子演示如何计算阻力。这部分内容对工程实践非常有价值，因为减少阻力直接意味着降低燃油消耗。课程末尾还会教你计算激波诱导分离的具体方法，让你能够定量评估这种复杂现象。
第七部分讨论边界层性能和流动分离。你会学到边界层的分析方法、升力相关的阻力计算方法、摩阻的计算思路，以及后掠翼上的流动分离现象。这些知识是把前面学到的理论应用到实际飞机性能评估中的桥梁，也是从翼型分析走向整机分析的关键一步。
第八部分是课程的特色环节——教你使用XFOIL软件。这是麻省理工学院开发的一款翼型气动力分析工具，虽然界面看起来朴素，但功能强大，广泛应用于学术研究和工业设计。课程会一步步带你下载安装软件，熟悉操作界面，并演示如何用它来估算翼型的升力系数、阻力系数等关键参数。学完这部分，你就能自己动手做翼型的气动分析了，而不仅仅停留在纸面计算。
这门课程适合航空工程专业的学生、飞行器设计领域的初学者、对飞行原理有浓厚兴趣的航空爱好者。如果你是飞行器设计或气动分析领域的新人，这门课能帮你建立起完整的知识框架；如果你是航空爱好者，学完之后你看飞机的眼光会完全不一样，能从气动外形中读出设计师的很多考量；如果你是相关专业的高年级学生，课程中关于波阻预测和激波分离的分析也能为你的毕业设计或研究课题提供参考。
学完全部内容后，你将能够理解飞机飞行的基本原理和气动布局的选择逻辑，掌握描述飞行器运动所需的各种坐标系和力的概念，分析跨音速条件下的复杂流动现象，评价不同翼型的气动性能并进行阻力预测，熟练使用XFOIL软件进行翼型分析。这些能力无论对于课堂学习、考研深造还是工程实践，都会是非常扎实的支撑。