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书       名 :
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文献来源:
出版时间 :
大气动/静飞行器飞行原理
0.00    
图书来源: 浙江图书馆(由图书馆配书)
  • 配送范围:
    全国(除港澳台地区)
  • ISBN:
    9787313136473
  • 作      者:
    陈丽,段登平编著
  • 出 版 社 :
    上海交通大学出版社
  • 出版日期:
    2015
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内容介绍
  《大气动\静飞行器飞行原理》分别以飞机和飞艇为对象,进行大气动力和静力飞行器的飞行力学机理研究,将飞行动力学和飞行静力学混合讨论,从共性问题分析到个性问题解决,使读者对两类典型航空器的动力学特性有广泛的认识和深入的理解。
   通过描述大气环境特性,给出飞行器的升力、浮力和阻力计算依据;研究飞行器的两种运动学描述方法和四种性能分析方法;建立飞行器的动力学模型,进行稳定性和操纵性分析;给出飞行控制系统基本设计步骤,完成无人飞行器复合控制系统设计,包括优化分配和故障重构。
  《大气动\静飞行器飞行原理》可作为工科相关专业的本科生和研究生的教材,同样可供从事航空飞行器研究的工程技术人员参考。
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精彩书摘
  《大气动\静飞行器飞行原理》:
  1738年瑞士物理学家伯努利首先导出不同截面的管道内流体的流速和静压的关系,称为伯努利方程:即理想流体(非粘滞、不可压缩)在流管中做定常流动时,流线上任意两点的总压不变,即 
  P1+1/2ρV21=P2+1/2ρV22 (1—2) 
  由该方程可以得出如下结论:当流体以稳定的流速在管道内流动时,管道截面小的地方流速大,而管道截面大的地方流速小,在管道截面大的地方,流体的静压也大,在管道截面小的地方,静压也小,伯努利方程阐述流体在流动中流速和静压之间的关系,是动升力飞行器产生升力的依据。 
  1.1.4风场的分布 
  风是一种自然现象,是由于两点之间的气压不平衡造成空气流动而形成的。按风速截面分解,将风场分为定常风、风切变、大气湍流和突风四种表现形式。定常风指空间中某点处、某时刻风的主要部分,是该点处在某时间段内观测值的平均值,在时间上相对稳定;风切变指平均风速在一定的时间间隔和距离上的变化,表现为风矢量沿垂直或水平方向上的改变量,分别称为风的垂直切变和水平切变;阵风(突风)是在短时间或高度间隔内,相对于基准定常风的随机增量;大气湍流是一组无规则的、连续的和随机的大气运动。风随高度变化而变化,近地风(1000 m以下)属于不稳定风,高空风比较稳定,但也会出现风切变。 
  定常风一般影响飞行器的飞行轨迹,阵风和大气湍流影响到飞行品质,而风切变主要影响到飞行器进行终端飞行时的安全。 
  1.1.4.1定常风和风切变 
  因为每个地方的气候条件不一样,所以每年的气候也会有所差别,选定放飞区域,对该区域进行风场建模,需要长期的大量气象数据,对其进行统计分析,得出概率最大的定常风风场分布模型。利用统计数据建立定常风场的模型,包括风的大小和方向随时间和空间的改变。 
  风的切变强度不仅与高度、经纬度和季节有关,还与距离和风速大小有关。
  ……
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目录
绪论
0.1 飞行原理研究的内容
0.1.1 飞行力学模型建立
0.1.2 飞行控制系统设计
0.1.3 未来发展趋势
0.2 飞行力学若干基础问题探讨
0.2.1 大气扰动建模和抑制问题
O.2.2 非线性飞行动力学问题
0.2.3 平流层飞艇动力学与控制
0.2.4 异类控制效应复合控制技术
0.3 本书编写特点与内容
O.3.1 编写特点
0.3.2 章节安排

1 大气飞行基础
1.1 地球大气层
1.1.1 大气层的分布
1.1.2 标准大气表达式
1.1.3 空气的物理性质
1.1.4 风场的分布
1.2 空气动力飞行器
1.2.1 飞机的组成
1.2.2 飞机的升力
1.3 空气静力飞行器
1.3.1 飞艇的组成
1.3.2 飞艇的浮力
1.4 飞行器的阻力
1.4.1 压差阻力
1.4.2 诱导阻力
1.4.3 阻力计算

2 飞行器的运动学
2.1 飞行器的速度
2.2 飞行器的姿态
2.3 直角坐标系变换
2.3.1 位置变换
2.3.2 角速度变换
2.3.3 常用坐标系变换
2.4 飞行器的运动学方程
2.5 姿态的四元数表达

3 飞行器的飞行性能
3.1 稳态飞行性能
3.1.1 稳态平飞
3.1.2 稳态滑行
3.1.3 稳态爬升
3.1.4 平飞包线
3.2 续航性能
3.2.1 航程和航时
3.2.2 最佳巡航
3.3 机动飞行性能
3.3.1 过载
3.3.2 平飞加速和减速
3.3.3 跃升
3.3.4 盘旋
3.4 滑跑起飞和着陆性能
3.4.1 起飞滑跑段距离和时间
3.4.2 上升段水平距离和时间
3.4.3 着陆段水平距离和时间
3.4.4 着陆滑跑段距离和时间
3.5 飞艇的垂直起降性能
3.5.1 最小氦气质量和最大飞行高度
3.5.2 热环境和热力学模型
3.5.3 起降性能数值仿真

4 飞行器的静稳定性和静操纵性
4.1 飞行器的平衡
4.2 运动的稳定性
4.2.1 运动稳定性定义
4.2.2 飞行器的稳定性
4.3 飞机的静稳定性
4.3.1 飞机的重心、压心和焦点
4.3.2 纵向静稳定性和升降舵操纵
4.3.3 横侧向静稳定性和副翼操纵
4.3.4 方向静稳定性和方向舵操纵
4.4 飞艇的静稳定性
4.4.1 飞艇的纵向静稳定性
4.4.2 飞艇的横侧向静稳定性

5 飞行器的动力学方程
5.1 飞行器的受力分析
5.1.1 流体惯性力、惯性力矩及附加质量
5.1.2 空气动力和空气动力矩
5.1.3 推力和推力矩
5.1.4 重力、浮力和力矩
5.2 刚体动力学方程
5.3 模型解耦和线性化
5.3.1 稳态飞行和扰动运动
5.3.2 参数小扰动线性化
5.3.3 力和力矩线性化和模型解耦
5.3.4 力和力矩的无量纲导数
5.3.5 数值小扰动线性化

6 飞行器的动稳定性和动操纵性
6.1 定常线性常微分系统通解
6.1.1 齐次微分方程组求解
6.1.2 非齐次微分方程组求解
6.2 运动模态和模态参数
6.3 拉普拉斯变换和传递函数
6.4 线性系统的时域分析
6.4.1 阶跃响应性能指标
6.4.2 二阶系统的时域分析
6.5 飞机的纵向动稳定性和操纵性
6.5.1 纵向运动模态分析
6.5.2 纵向运动模态近似
6.5.3 纵向运动传递函数
6.6 飞机的横侧向动稳定性和操纵性
6.6.1 横向运动模态分析
6.6.2 横向运动模态近似
6.6.3 横向运动传递函数
6.7 飞艇的动稳定性和操纵性
6.7.1 飞艇纵向模态分析
6.7.2 飞艇横侧向模态分析
6.7.3 飞艇纵向操纵响应
6.7.4 飞艇横侧向操纵响应

7 飞行控制系统设计
7.1 飞行控制系统组成
7.2 基于根轨迹的控制器设计
7.3 PID控制器
7.3.1 PD控制器对响应性能的影响
7.3.2 PI控制器对稳态误差的影响
7.4 俯仰控制器设计
7.4.1 比例控制
7.4.2 微分控制
7.4.3 比例微分控制
7.4.4 闭环性能设计
7.5 偏航控制器设计
7.6 滚转控制器设计
7.7 协调转弯运动控制

8 多矢量推力飞艇复合控制系统设计
8.1 飞艇执行机构模型
8.2 控制系统方案
8.2.1 水平位置跟踪
8.2.2 高度位置跟踪
8.3 增量式P1D控制器设计
8.4 力矩分配模块设计
8.5 可重构控制系统设计
8.5.1 多舵面的重构分配算法设计
8.5.2 多螺旋桨的重构分配算法设计
8.6 自主重构控制系统仿真
8.6.1 无故障下轨迹跟踪仿真
8.6.2 多个螺旋桨故障下仿真
8.6.3 舵面和螺旋桨共同故障下仿真

附录
附录一 概念习题
附录二 计算习题
附录三 课程设计
参考文献
索引
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