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出版者:Cambridge University Press

作者:Professor Ajoy Kundu

出品人:

页数:648

译者:

出版时间:2010-4-12

价格:USD 156.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521885164

丛书系列:

图书标签:

• 飞行器设计
• 工程
• 飞机设计资料
• 航空设计
• 飞机设计
• 航空工程
• 气动学
• 结构力学
• 飞行控制
• 推进系统
• 设计方法
• 工程实践
• 航空航天

《翱翔蓝天：工程实践中的飞机设计》 本书将带领读者深入探索飞机设计的核心原理与前沿实践。我们不局限于理论的陈述，而是着眼于将复杂的工程概念转化为实际可行的设计方案。从基础的气动弹性力学分析，到先进的结构材料选择与优化，再到复杂的推进系统集成与性能评估，本书力求勾勒出一幅完整而精深的飞机设计蓝图。 第一部分：空气动力学与气动弹性基础 我们将从飞机的“生命之翼”——空气动力学入手，深入剖析不同翼型在不同飞行条件下的表现。读者将了解到如何通过翼型设计来优化升力、减小阻力，并理解高超声速飞行带来的独特挑战。书中将详细阐述流体动力学理论在飞机设计中的应用，包括计算流体动力学（CFD）在翼型优化、机身形状设计以及控制面布局中的作用。 紧接着，我们将进入气动弹性的领域。飞机结构并非刚性，气动载荷与其自身的弹性变形相互影响，这种耦合作用可能导致严重的飞行安全问题。本书将深入研究这一现象，讲解如何通过结构设计来规避气动弹性耦合带来的不利影响，例如颤振和发散。我们将探讨诸如“软翼”概念的早期研究，以及现代飞机设计中如何通过有限元分析（FEA）来模拟和预测气动弹性行为。 第二部分：结构设计与材料科学 飞机结构的强度、刚度与重量之间的权衡是飞机设计的核心难题之一。本书将系统介绍飞机结构的组成部分，从机翼、机身到尾翼，并深入分析其受力特点。我们将探讨传统的铝合金结构，以及现代飞机设计中日益重要的复合材料的应用。碳纤维增强聚合物（CFRP）等先进材料以其轻质高强、耐腐蚀等优点，正在重塑飞机设计的格局。 本书将详细介绍结构载荷分析，包括静力分析、疲劳分析和断裂力学。读者将学习如何根据不同的飞行场景和载荷条件，设计出既能承受巨大应力，又能最大程度减轻重量的结构。同时，我们将探讨轻量化设计的各种策略，例如蜂窝夹层结构、蒙皮隔框结构等，以及这些结构形式如何影响飞机的整体性能。 第三部分：推进系统与集成 动力源是飞机实现飞行的关键。本书将剖析不同类型的飞机发动机，包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机以及螺旋桨发动机等，并深入探讨它们的工作原理、性能特点和适用范围。我们将分析发动机推力与燃油消耗之间的关系，以及如何通过发动机选择和优化来提升飞机的航程和经济性。 此外，本书还将关注推进系统与飞机整体的集成设计。发动机的安装位置、进气道和排气道的形状设计，都对飞机的气动性能和结构强度产生深远影响。我们将讨论如何进行数值模拟和风洞试验，来验证推进系统集成设计的合理性，并优化发动机的安装布局，以减少干扰阻力，提高整体效率。 第四部分：飞控系统与航空电子设备 先进的飞行控制系统（FCS）和航空电子设备是现代飞机不可或缺的组成部分。本书将介绍不同类型的飞控系统，从传统的液压助力系统到先进的电传操纵（Fly-by-Wire）系统。我们将探讨飞控计算机的工作原理，以及如何通过软件算法来提高飞机的稳定性和操纵性。 航空电子设备的应用将极大地提升飞机的态势感知能力和导航精度。本书将介绍雷达、惯性导航系统（INS）、全球定位系统（GPS）以及各种显示系统（如玻璃驾驶舱）的工作原理和在飞机设计中的集成方式。我们将讨论如何构建一个高效、可靠的航空电子系统，以支持飞行员进行安全高效的飞行。 第五部分：性能分析与优化 飞机设计是一个迭代优化的过程，性能分析贯穿于整个设计流程。本书将系统讲解如何对飞机的关键性能指标进行评估，包括起降性能、爬升性能、巡航性能、机动性能以及航程和续航能力。我们将介绍相关的飞行力学模型和计算方法，以及如何利用这些工具来预测和改进飞机的整体性能。 本书将重点阐述多目标优化在飞机设计中的应用。在满足各项性能指标的同时，还需要考虑成本、可维护性、环境影响等因素。我们将探讨如何通过参数化设计和优化算法，在众多设计选项中寻找最佳的权衡方案，从而设计出最符合需求的飞机。 第六部分：设计流程与前沿技术 本书的最后部分将聚焦于飞机设计的整体流程，从概念设计、初步设计到详细设计，以及伴随的测试与验证过程。我们将介绍现代飞机设计中普遍采用的集成产品开发（IPD）方法，以及敏捷开发理念在航空工程中的应用。 此外，我们还将展望飞机设计的未来趋势，包括对无人机（UAV）设计的探讨，智能材料在飞机结构中的应用，以及绿色航空和可持续发展在飞机设计中的重要性。本书旨在为读者提供一个扎实的飞机设计基础，并激发对未来航空技术发展的深入思考。

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这本书的排版和图示质量，绝对是业界顶尖水准。打开书本，首先映入眼帘的是那些高清的剖视图和风洞测试照片，细节清晰到可以数出铆钉的数量。我之前读过几本同类书籍，但它们往往在图文配合上做得比较敷衍，很多关键的受力分析图都模糊不清。而这本则完全不同，每一个关键的空气动力学现象，比如边界层分离、气流绕流等，都有精确绘制的示意图来辅助说明，极大地提高了阅读效率。此外，作者在最后附带的附录部分，整理了大量重要的工程标准和常用参数表格，这对于需要快速查阅数据的工程师来说，简直是如虎添翼。这本书无疑是为那些追求极致清晰度和实用性的人士量身定做的参考工具，它不仅教会你“如何设计”，更提供了一个“随时可以查阅和验证”的知识库。

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这本书的叙事方式非常独特，它不是那种枯燥的工程手册，更像是一场关于“如何将一个疯狂的想法变成空中飞行的现实”的史诗之旅。作者似乎有一种魔力，能将那些冷冰冰的计算和图表变得有血有肉。我特别欣赏其中关于“设计迭代与权衡”（Trade-off）的讨论。在实际的工程实践中，没有绝对完美的设计，只有在预算、性能、安全和可制造性之间找到的最佳平衡点。书里用多个虚拟案例模拟了这种权衡过程，展示了工程师们在面对冲突需求时是如何做出艰难抉择的。例如，如何在提高升力系数的同时，最小化阻力，这背后涉及到的结构重量和气动外形的矛盾，书中描绘得淋漓尽致。对于正在从事或者计划从事飞机设计工作的人来说，这本书提供的不仅仅是技术知识，更是一种宝贵的“设计哲学”和解决复杂问题的思维框架。

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如果说大部分设计书籍是教你“怎么做”，那么这本书更像是在引导你“为什么这么做”。它有着一种独特的批判性思维的引导。在介绍主流的飞机布局，比如高亚音速运输机布局时，作者会毫不留情地指出其局限性，并探讨那些未被采纳的、更具前瞻性的设计方案（比如无尾翼或翼身融合体）。这种对“现有范式”的审视，让读者不满足于接受既定的答案，而是鼓励我们去思考“有没有更好的可能性”。书中对气动弹性力学和颤振现象的分析尤为精彩，它展示了结构工程师和气动工程师之间如何从相互怀疑到最终达成一致，共同确保飞机的安全性和持久性。阅读这本书的过程，更像是一场与领域内顶尖专家的深度对话，它激发了我对未来航空技术发展的无限遐想，迫使我站在更高的维度去重新审视现有的一切设计选择。

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我必须承认，这本书的深度远超出了我对一本“设计入门”读物的想象。当我翻开关于飞行控制系统的那一章时，我几乎被里面详尽的稳定性分析和自动驾驶仪原理所震撼。它没有停留在表面介绍“这是怎么飞的”，而是深入到了拉普拉斯变换和状态空间模型的应用层面，这对具备一定数学基础的读者来说，简直是盛宴。不过，我也得提醒那些纯粹的航空爱好者，如果没有扎实的数学背景，某些章节可能需要多花一些时间去消化，甚至需要参考其他数学工具书。尽管如此，作者为每一个复杂的概念都提供了详尽的背景铺垫和清晰的图示，这极大地降低了理解门槛。它成功地架起了一座桥梁，连接了理论物理和实际工程应用，让人深刻理解到，看似简单的飞行器背后，凝聚了多少跨学科的智慧结晶。这本书的参考价值在于其内容的广度和深度并存。

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这本书绝对是航空爱好者和专业人士的宝藏！我花了整整一个周末沉浸其中，感觉仿佛进入了一个充满蓝天与金属的世界。作者对空气动力学原理的阐述简直是教科书级别的精妙，每一个公式的推导都清晰可见，毫不含糊。特别是关于翼型设计的章节，那些复杂的数学模型被分解得如此直观，即便是初学者也能大致把握住其背后的物理意义。书中大量的历史案例分析，从早期的木制滑翔机到现代的隐形战机，时间跨度极大，但叙事节奏把握得非常好，让人在学习技术细节的同时，也能感受到航空工程学是如何一步步发展演进的。我尤其喜欢它在材料科学与结构设计之间的平衡，没有过度偏向某一方，而是强调了两者如何相互制约、共同塑造出一架飞机的最终性能。读完后，我对“为什么有些飞机看起来就是更优雅”这个问题，终于有了一套严谨的科学解释，这远超出了我原先的期望。

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很好的一本飞机设计科普类读物

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