民用航空发动机控制原理及典型系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:贺尔铭编

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2002-9

价格:24.0

装帧:平装

isbn号码:9787118028317

丛书系列:

图书标签:

• 民用航空发动机
• 发动机控制
• 控制原理
• 航空工程
• 飞行器控制
• 自动控制
• 系统工程
• 航空动力
• 控制系统
• 发动机技术

《航空动力学与飞行器性能》 本书深入探讨了航空器在空气中运动的基本物理原理，以及由此衍生的飞行器性能分析方法。作为一本面向航空工程、飞行器设计及相关领域研究人员和工程师的专业教材，它力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，为读者构建扎实的航空动力学基础，并进一步理解如何将这些原理应用于评估和优化飞行器的实际性能。 本书的章节设计遵循循序渐进的原则，从最基础的概念入手，逐步深入到复杂的分析模型。 第一部分：流体动力学基础 空气的性质与流动模型： 详细阐述空气作为一种流体的基本物理特性，包括密度、粘度、可压缩性、比热容等随温度和压力的变化规律。介绍牛顿流体和非牛顿流体的概念，并重点分析航空领域中最常遇到的理想流体和真实流体模型。在此基础上，引入定常流动、非定常流动、均匀流动、非均匀流动、无旋流动、有旋流动等基本流动类型，为后续的伯努利方程、纳维-斯托克斯方程等奠定基础。 流体运动的守恒定律： 详细推导并阐述质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程）和能量守恒（能量方程）在流体流动中的应用。重点讲解这些守恒定律在二维、三维，以及不可压缩、可压缩流动条件下的具体形式，并给出若干简化假设下的重要结论，例如伯努利方程的推导及其在超音速流动中的局限性。 边界层理论： 详细介绍边界层的概念、产生原因及其重要性。分析层流边界层和湍流边界层的特征，以及边界层的分离现象。讲解边界层发展过程中的能量损失和对飞行器气动性能的影响，并介绍几种减缓边界层分离的方法，如吹吸气技术、弯度设计等。 第二部分：空气动力学基础 翼型理论： 深入剖析翼型剖面的基本几何参数（弦长、厚度、弯度、前缘半径等）及其对气动特性的影响。详细介绍翼型在亚临界、跨音速和超音速流动下的升力、阻力、力矩特性。重点讲解薄翼理论、斜板理论、卡门-施瓦茨定理等经典翼型理论，并介绍现代翼型设计的方法和 CFD（计算流体动力学）在翼型优化中的作用。 二维机翼的气动特性： 在翼型理论的基础上，扩展到二维无限展长机翼的升力线理论。详细分析诱导阻力产生的原因，并介绍如何通过优化机翼展弦比、平面形状（如梯形、后掠翼、三角翼）来减小诱导阻力，提高升阻比。 三维机翼的气动特性： 进一步研究有限展长机翼的复杂气动现象，包括三维流动效应、翼尖涡的形成与影响。深入讲解高展弦比机翼、后掠翼、三角翼等不同类型三维机翼的升力、阻力特性，以及它们在不同飞行状态下的表现。介绍跨音速飞行的特点，包括激波的产生、激波阻力以及减小激波阻力的设计方法（如面积律）。 气动弹性与颤振： 探讨空气动力学与结构动力学相互耦合的气动弹性现象。详细介绍气动弹性失稳的机理，特别是弹性扭转和弹性弯曲耦合产生的颤振现象，以及其对飞行安全构成的威胁。介绍如何通过气动设计和结构设计来避免颤振，并简要介绍颤振分析的方法。 第三部分：飞行器性能分析 飞行器总体气动布局： 分析不同类型飞行器（如固定翼飞机、旋翼飞机、导弹等）的总体气动布局设计原则。重点研究机翼、机身、尾翼、进气道、喷管等各部件之间的相互干扰作用，以及如何通过合理布局来优化整体气动性能。 升力与阻力计算： 介绍在不同飞行状态（亚音速、跨音速、超音速、高超音速）下，计算飞行器升力、阻力的方法。讲解基于实验（风洞试验）和数值模拟（CFD）的升阻力预测技术。详细分析飞行器在不同马赫数、迎角、高度下的升阻力变化规律。 飞行器推力特性： 介绍不同类型动力装置（如螺旋桨、喷气发动机）的推力产生原理及性能指标。分析推力随飞行速度、高度、大气密度等因素的变化。 飞行器的稳定与操纵： 深入分析飞行器的静安定性（俯仰、偏航、滚转）和动安定性。介绍不同操纵面（如副翼、升降舵、方向舵）的作用及其对飞行器姿态和轨迹的影响。讲解操纵系统的设计原则和稳定性增强技术。 性能指标分析： 重点研究影响飞行器性能的关键指标，包括最大速度、爬升率、航程、作战半径、加速性能、盘旋性能、起降性能等。通过数学模型和数值计算，对飞行器的整体性能进行评估和优化。 高超声速空气动力学简述： 简要介绍高超声速流动的基本特点，如强激波、化学反应、热化学效应等。探讨高超声速飞行器面临的特殊气动挑战，如气动加热、激波诱导阻力等，并介绍相应的气动设计理念。 第四部分：先进议题与应用 计算流体动力学（CFD）应用： 详细介绍CFD在航空动力学和飞行器性能分析中的重要作用。讲解CFD的基本原理、网格生成技术、求解器选择以及模型建立（如湍流模型、粘性模型）。通过案例分析，展示CFD如何用于翼型优化、机翼设计、飞行器布局分析、干扰流场计算等。 风洞试验技术： 介绍风洞试验在验证理论计算、获取气动数据中的关键作用。讲解不同类型风洞（如低速、跨音速、超音速、高超声速风洞）的特点和应用。介绍风洞试验的测量技术（如测压、测速、粒子图像测速PIV）和数据处理方法。 航空气动设计的发展趋势： 探讨当前航空气动设计的前沿领域，包括低速高效翼型设计、噪声预测与控制、隐身气动设计、智能化气动布局优化、仿生学在气动设计中的应用等。 本书强调数学推导的严谨性和工程应用的广泛性。在每个章节的末尾，都配有相应的习题，旨在帮助读者巩固所学知识，并将其应用于解决实际问题。同时，本书还鼓励读者参考相关的科学文献和工程报告，以不断深化对航空动力学与飞行器性能的理解。本书的编写团队由在该领域拥有丰富教学和研究经验的专家组成，力求为读者提供一份全面、深入且具有指导意义的学习资源。

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这本书的排版和图示质量着实令人称赞，这在很多技术书籍中是经常被忽视的环节，但它直接影响了阅读的效率。图形和流程图的清晰度非常高，每一个示意图似乎都经过了精心的设计，能够有效地帮助读者理解复杂的系统架构和信号流向。例如，在描述某个执行器的工作原理时，配上的剖面图和控制框图的结合，使得原本抽象的机械与电子耦合关系一下子变得可视化了。而且，作者似乎非常注重工程实例的穿插，虽然我还没有深入到具体案例分析的部分，但从章节标题就能看出，它试图将理论与真实的航空发动机部件（比如可调喷口或进口导流叶片）的控制需求紧密结合起来。这种理论与实践的紧密联系，是判断一本教材是否真正实用的关键指标。它避免了成为一本纯粹的数学手册，而是将其导向了解决实际工程问题的方向，这一点让我对后续的学习充满了信心。

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这本书的封面设计倒是挺有意思的，采用了深蓝和银灰的主色调，给人一种专业、严谨的感觉，符合航空航天领域书籍的调性。我注意到书的厚度相当可观，感觉内容量应该很扎实，翻开目录，章节划分得相当细致，从基础理论到具体系统都有覆盖，看得出作者在这方面下了不少功夫。特别是其中关于现代数字控制系统在发动机管理中的应用那几章，似乎涉及了不少前沿的技术，比如先进的故障诊断和容错控制策略，这些都是目前行业内非常热门的话题。光是看着目录的标题，就能想象到阅读起来会是一次深入且富有挑战性的学习过程。不过，对于初学者来说，可能需要一些扎实的数学和控制工程背景才能完全跟上这本书的深度，毕竟民用航空发动机这种复杂的系统，其背后的理论基础必然是高深的。这本书的装帧质量看起来也很不错，纸张挺厚实，印刷清晰，这样的专业书籍耐用性很重要，毕竟会经常翻阅查阅。总的来说，从外观和结构上看，这是一本面向专业人士或者高年级学生的工具书级别的著作。

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对于一个自学者而言，我比较看重的是学习资源的配套性和可参考性。这本书虽然内容丰富，但如果缺乏足够的参考文献和扩展阅读的指引，可能会在深入钻研时感到信息阻塞。我翻阅了书的末尾，发现其参考文献列表相当详尽且具有广度，横跨了控制理论、空气动力学以及材料科学等多个交叉学科，这无疑为希望进一步研究的读者铺平了道路。此外，一些关键术语的定义和缩写解释也做得非常到位，这对于跨专业背景的读者非常友好，能够有效降低入门的门槛。这本书的整体风格是沉稳、严谨而富有启发性的，它并不试图讨好读者，而是要求读者带着敬畏之心去学习这门复杂而精密的学科。它更像是一位经验丰富的导师，在你面前铺陈出一条清晰但崎岖的攀登之路，最终的成就感一定与攀登的难度成正比。

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我从一位在发动机研究所工作的朋友那里听说了这本书的背景，据说这本书的编写团队汇集了国内该领域顶尖的几位专家，这使得这本书的内容具有非常高的权威性和时效性。它不仅仅是知识的罗列，更像是将几十年行业经验沉淀下来的“内参”。我尤其感兴趣的是关于健康监控和预测性维护（PHM）方面的内容，这部分在现代航空领域的重要性日益凸显。这本书对如何利用传感器数据建立发动机性能衰退模型，并基于这些模型制定最优化的控制策略以延长寿命的论述，想必是非常深入和具有指导意义的。如果内容真的涵盖了如FADEC（全权限数字发动机控制系统）的软件架构和安全认证标准等内容，那么这本书的价值就不仅仅是学术上的，更是对未来工程师职业发展的路线图指引。它代表了一种对标国际先进水平的知识体系的构建。

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说实话，我拿到这本教材后，最直观的感受就是它在理论深度上的挖掘非常到位。它不是那种泛泛而谈的科普读物，而是真正深入到了控制律设计的数学模型层面。我特别关注了关于燃气涡轮发动机稳定性的那一章，作者没有回避复杂的非线性动力学问题，而是使用了大量的状态空间描述和先进的鲁棒控制理论来阐述如何确保发动机在高空、高马赫数等极端工况下的稳定运行。书里引用的许多公式和推导过程都非常详尽，几乎是手把手地展示了从物理模型到控制算法构建的完整路径。这种详尽性对于希望从事发动机设计和控制算法开发的人来说，无疑是巨大的财富，它提供的不仅仅是“是什么”，更是深入的“为什么”和“如何做”。当然，这意味着阅读体验不会是轻松愉快的“速读”，而更像是在攻克一个又一个技术堡垒，需要投入大量时间和精力去消化吸收那些严谨的数学语言和工程实践的结合点。我期待着能从中学习到如何将理论转化为实际可运行的控制软件。

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