前言

您一定見過足球場上登峰造極的香蕉球，或乒乓球臺上嘆
為觀止的弧圈球，抑或令人驚嘆不已的空竹表演，甚至還能上場一
顯身手。但您知道足球為什么能突然改變運動方向并轉彎、乒乓球
為什么能飛出變幻莫測的軌跡、空竹為什么能如同優(yōu)美的音符一樣
靈活旋轉和翻滾嗎?其實，它們都來源于
一個共同的物理效應馬
格努斯效應。

馬格努斯效應是流體中的一種非線性的復雜力學現(xiàn)象，是運動
的旋轉圓柱體或圓球體在不可壓縮的黏滯流體中受到側向力的一
種表現(xiàn)。而對于一名航天設計人員，提到馬格努斯效應，首先想到
的是彈頭旋轉對彈道和氣動帶來的影響。然而這種旋轉常常被當作
需要抑制的偏差和干擾，而不是一種可以加以利用的特性。

契機來自一個短視頻。在視頻中，籃球在一個一百多米高的
水壩頂端以旋轉的狀態(tài)自由下落時，并沒有垂直降落在拋球點的正
下方，其運動軌跡而是明顯地發(fā)生了橫向飄移，約幾十米遠。這個視
頻深深地觸動了我:能否把馬格努斯效應與飛行器加以結合，讓它
不再是一種干擾，而成為一種被利用的特性呢?

之后的幾年，我開始關注馬格努斯效應方面的相關研究。鑒于
業(yè)界并沒有專門介紹馬格努斯效應的書籍，在研究過程中，我漸漸
產生了編寫一本該方面專著的想法。于是，我便開始對馬格努斯
效應進行較為系統(tǒng)的梳理。首先是調研馬格努斯效應發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)最
早的飛機概念其實并不是目前采用的固定翼，而是采用類似馬
格努斯效應的轉子翼。隨后，我聚焦于產生馬格努斯效應的機理，
研究不同形狀的物體旋轉產生的馬格努斯效應及氣動特性，對國內
外研究先驅們的成果進行一個較為系統(tǒng)的總結。在完成氣動特性整
理后，開展了一些生活中常見旋轉體運動的建模和軌跡仿真。最后，
考慮到馬格努斯效應在風力發(fā)電、航海、航空航天領域都有一些應
用或應用前景，便進一步將其進行了整理，最終形成本書。

在編寫本書的過程中，除作者外，李永遠、孫光、宋盛菊、劉焱飛等人也參與了本書的資料收集、討論、文字整理和仿真分析工作。
其中，李永遠參與了第1章、第2章、第6章內容的編寫，孫光參與了第2章、第3章內容的編寫，劉焱飛參與了第4章內容的編寫，宋盛菊參與了第5章內容的編寫。

馬格努斯效應是一個非常重要的物理學和工程學現(xiàn)象，深入研
究其原理對于導彈的設計、氣動性能分析以及制導控制都有積極意
義。希望本書能夠為奮戰(zhàn)在一線的工程師、研究人員和研究生提供一些
參考，對馬格努斯效應在各領域的應用和發(fā)展起到一定的推動和指導作用
。

由于本人水平有限，書中的缺點和不足之處在所難免，歡迎批
評指正。
請將寶貴意見發(fā)送至作者郵箱zhangxh0215@126.com,以
期再版時加以改進，在此提前向大家表示感謝。

張旭輝