Aircraft Engineering Principles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Dingle, Lloyd/ Tooley, Mike

出品人:

页数:656

译者:

出版时间:2004-12

价格:$ 68.87

装帧:Pap

isbn号码:9780750650151

丛书系列:

图书标签:

• 航空工程
• 飞机工程
• 航空原理
• 工程学
• 机械工程
• 航空技术
• 飞机设计
• 航空航天
• 飞行器
• 结构力学

航空工程原理（Aircraft Engineering Principles）：深入探索现代飞行器设计的基石 本书旨在为航空航天工程领域的研究人员、学生和专业工程师提供一份全面且深入的参考指南。它聚焦于现代航空器设计与分析的核心原则，涵盖了从基础空气动力学到复杂结构力学、推进系统整合及飞行控制系统的各个关键方面。 本书的编写秉持严谨的学术态度和实践导向的工程思维，旨在构建一个坚实的理论框架，使读者能够理解和掌握驱动现代飞行器高效、安全飞行的基本物理规律和工程决策。内容组织结构清晰，循序渐进，确保即便是初涉此领域的读者也能逐步建立起系统的知识体系。 第一部分：空气动力学基础与性能分析 (Aerodynamics Fundamentals and Performance Analysis) 本部分是理解飞行器如何在大气中运动的基石。我们首先回顾了流体力学的基本方程——纳维-斯托克斯方程的简化形式，并重点讨论了其在线性势流理论中的应用，特别是在翼型（Airfoil）和机翼（Wing）设计中的重要性。 翼型设计与分析： 详细阐述了翼型几何形状（如展弦比、倾斜角、厚度比）如何影响升力系数 ($C_L$) 和阻力系数 ($C_D$)。内容深入探讨了边界层理论，分析了层流与湍流边界层分离对气动性能的影响，并介绍了气动中心（Aerodynamic Center）和压力中心（Center of Pressure）的概念及其随攻角（Angle of Attack, $alpha$）的变化规律。 三维机翼理论： 重点解析了有限翼展对气动性能的影响，特别是诱导阻力（Induced Drag）的产生机制。书中详尽论述了环流理论（Lifting-Line Theory）和格林-兰切斯特（Prandtl-Lanchester）理论，用于计算不同展向效率的机翼的升力分布和诱导阻力。此外，对后掠翼（Swept Wings）和三角翼（Delta Wings）在高亚音速和跨音速条件下的复杂气动效应，如激波的形成和负阻尼力矩，进行了深入的探讨。 飞行器性能计算： 本章将理论与实际应用紧密结合。内容涵盖了起飞、爬升、巡航和下降等各个阶段的动力学方程推导。我们详细分析了推重比、翼载荷、燃料消耗率等关键性能指标对飞行包线的影响。特别地，对高空高速飞行（如超音速飞行）中的激波阻力、热力学效应以及推力匹配的优化策略进行了详尽的论述。 第二部分：航空结构与材料力学 (Aircraft Structures and Materials Mechanics) 航空结构的设计必须在轻量化、强度、刚度和耐久性之间取得精妙的平衡。本部分聚焦于如何安全可靠地承载飞行中产生的所有载荷。 静力学与结构载荷： 结构受力的分析从气动载荷的分布开始，过渡到机身、机翼和尾翼各部件的内力计算。书中详细介绍了静力学平衡方程的应用，以及如何通过剪力图和弯矩图来识别结构的关键承载点。对起落架的冲击载荷分析和机身压力外壳的稳定性问题进行了专门的分析。 材料选择与失效分析： 鉴于现代航空器对材料性能的苛刻要求，本书对高性能金属合金（如铝锂合金、钛合金）和先进复合材料（如碳纤维增强聚合物 CFRPs）的力学性能进行了对比分析。内容深入探讨了疲劳（Fatigue）和蠕变（Creep）的机理，并介绍了断裂力学（Fracture Mechanics）的基本概念，用于预测和控制结构损伤的扩展，确保结构的安全寿命。 结构稳定性与动力学： 结构轻量化的必然结果是需要考虑屈曲（Buckling）问题。本书详细分析了薄壁结构（如蒙皮-加强筋结构）在受压时的临界屈曲载荷计算方法，包括欧拉公式的局限性及实际应用的修正。此外，还引入了基本结构动力学——自由振动分析，为后续的颤振（Flutter）分析奠定基础。 第三部分：推进系统与热力学 (Propulsion Systems and Thermodynamics) 飞行动力的来源是航空器的核心。本部分深入探讨了现代喷气发动机（涡轮风扇、涡轮喷气、涡轮螺旋桨）的工作原理及其性能评估。 气体动力学与发动机循环： 详细解析了布雷顿循环（Brayton Cycle）在实际发动机中的实现，分析了压气机、燃烧室、涡轮和喷管的独立性能及其相互影响。我们运用热力学和流体力学原理，推导了不同组件对总温、总压比和热效率的影响。 发动机性能分析： 重点关注推力、比燃料消耗率（SFC）的计算，以及发动机在不同高度和速度下的性能匹配。书中对高涵道比发动机的设计趋势、风扇叶片的几何优化以及对非定常流动（如喘振 Surge）的预防措施进行了详细讨论。 安装与集成： 探讨了发动机对机体气动性能的影响（如进气道设计中的性能损失和推力线位移对力矩的影响），以及对排气羽流的声学特性和红外特征的初步评估方法。 第四部分：飞行力学与控制系统 (Flight Mechanics and Control Systems) 飞行器如何被精确地操纵是工程学的另一大挑战。本部分从六自由度运动方程的建立开始，过渡到现代自动控制理论的应用。 六自由度运动方程： 推导了在非线性气动模型下的完整六自由度（6-DOF）运动方程，并区分了气动中心和质心的相对位置对稳定性的影响。内容包括了对静稳定性和动稳定性的判据分析，如中性点（Neutral Point）的位置。 控制系统基础： 引入了线性化模型（状态空间表示法）在控制设计中的重要性。详细解释了反馈控制（PID 控制器）的设计原理，以及如何通过极点配置（Pole Placement）技术来设计具有期望响应特性的系统。 自动驾驶与增稳系统： 讨论了现代飞行器中，如电传操纵系统（Fly-by-Wire, FBW）中，前馈控制和增稳回路的作用。书中探讨了俯仰、偏航和滚转三个通道的解耦设计，并对惯性测量单元（IMU）和大气数据计算机在姿态确定中的作用进行了概述。 本书旨在成为航空工程领域一个不可或缺的参考工具，鼓励读者在理论基础上，结合实际工程约束和最新技术发展，推动航空航天事业的不断进步。

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