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飛機飛行動力學

【作　者】：方振平編著

【叢編項】：無

【裝幀項】：平裝 26cm / 180

【出版項】：北京航空航天大學出版社 / 2005-6-1

【ISBN號】：9787810776103 / 781077610X

【原書定價】：￥24.00　有9家書店打折銷售　

【主題詞】：工業技術－航空航天－航空

書籍介紹

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【圖書簡介】
　　本書系統地介紹了現代飛機的飛行動力學特性。全書共分5章。前2章著重分析飛機質心運動規律，確定飛機的基本飛行性能、續航性能、起落性能、機動性能和飛機的敏捷性。后3章分析討論剛體飛機的運動特性，包括飛機的縱向、橫航向以及空間運動的平衡、穩定和操縱特性，飛控系統對飛機動力學特性的影響及相應的飛行品質等。本書可以作為高等航空院校有關專業研究生的教材或參考書，亦可供從事航空專業的工作者參考。本書前言飛行動力學是應用力學的一個分支，是研究飛行器在大氣層內運動規律的學科。它以空氣動力學、剛體力學、結構力學、控制理論、應用數學和計算機技術等作為主要的理論基礎，直接為飛行器設計和使用服務。由于涉及的研究對象不同，所研究的飛行動力學問題性質也不完全相同，因此有飛機飛行動力學、直升機飛行動力學和導彈飛行動力學等研究學科。這里僅限于介紹飛機飛行動力學范疇內的問題，主要研究飛機飛行性能以及飛機的穩定性和操縱性。飛機的飛行性能著重分析飛機質心的運動規律，即確定飛機的基本飛行性能、續航性能、起落性能、機動性能和設計合理的飛行剖面等。這類問題可將飛機作為一個可控質心來處理。對于現代飛機的敏捷性，雖屬于飛行性能范疇，但研究時則必須將飛機作為剛體處理。飛機的穩定性和操縱性著重分析在外界擾動或操縱作用下的飛機動力學特性，即所謂飛機的飛行品質。其中包括如何實現各種平衡狀態、平衡飛行狀態受外界擾動后呈現的運動穩定性以及飛機對操縱的反應等。這類問題須將飛機作為剛體或彈性體來處理。對于現代飛機，由于機上裝有各類自動器，故研究其穩定性和操縱性時，還須將飛機本體加上自動器組成系統來處理。飛行動力學的研究方法有理論分析和實驗研究兩類。實驗研究主要包括模擬試驗和飛行試驗兩個方面。可以認為理論分析是飛行動力學的研究基礎，用以指導實驗將可減少試驗盲目性，避免危險飛行狀態，確保飛行安全；而實驗研究又將給理論分析提供依據。根據教材編寫宗旨，要求為目前從事航空專業的人才提供必須具備的知識，除了要對本專業有較深的造詣外，還要對其他專業有一定的了解。本教材則是為非飛行力學專業的其他航空專業人才編寫的，故教材編寫原則仍以基本概念和基本原理為主，結合工程實踐，突出重點；同時，介紹在采用新的氣動布局、先進的飛行控制技術后，對飛機動力學帶來的新變化、新特點，以適應航空事業發展的需要。全書內容共分5章，包括飛機的飛行性能；飛機的機動性和敏捷性；飛機的縱向穩定性和操縱性；飛機的橫航向穩定性和操縱性；飛機空間運動穩定性和操縱性。本書稿承西北工業大學高浩教授全面審閱，提出了許多寶貴意見和建議，在此表示衷心的感謝。由于作者水平有限，書中出現的不妥和錯誤之處，敬請讀者批評指正。

【本書目錄】
第1章?飛機的飛行性能
1.1?飛機質心運動方程1
1.1.1?飛行操縱原理1
1.1.2?質心運動方程2
1.2?平飛性能3
1.2.1?定直平飛時運動方程3
1.2.2?最大平飛速度vmax5
1.2.3?最小平飛速度vmin6
1.2.4?平飛速度范圍7
1.3?上升性能8
1.3.1?定常直線上升時運動方程8
1.3.2?定常上升運動性能8
1.3.3?非定常上升運動性能10
1.4?定常飛行狀態及其與操縱的關系13
1.4.1?平飛范圍的劃分13
1.4.2?飛行狀態與操縱的關系15
1.4.3?定常飛行狀態的主要因素分析17
1.5?續航性能19
1.5.1?航程和航時的基本關系式19
1.5.2?等高等速巡航時的航程和航時21
1.5.3?飛機的最佳續航性能23
1.5.4?風對續航性能的影響24
1.6?起落性能25
1.6.1?起飛性能26
1.6.2?著陸性能27
1.6.3?單發停車故障的對策29
1.6.4?風切變下的起落過程31
1.6.5?改善起落性能的措施32
1.7?渦輪螺槳飛機的飛行性能33
1.7.1?螺槳飛機的平飛和上升性能34
1.7.2?螺槳飛機的續航性能35
第2章?飛機的機動性和敏捷性
2.1?機動飛行時的過載36
2.1.1?運動與過載的關系37
2.1.2?過載限制38
2.2?鉛垂平面內的機動性能39
2.2.1?平飛加減速39
2.2.2?躍升40
2.2.3?俯沖41
2.3?水平平面內的機動性能42
2.3.1?正常盤旋界限圖43
2.3.2?極限盤旋43
2.3.3?非定常盤旋45
2.4?機動性能的綜合分析46
2.4.1?能量機動性46
2.4.2?定常或極限角速度47
2.4.3?定常或瞬態轉彎半徑48
2.4.4?綜合機動性指標50
2.5?飛機的敏捷性52
2.5.1?敏捷性概念52
2.5.2?敏捷性分類53
2.5.3?瞬態敏捷性尺度54
2.5.4?功能敏捷性尺度56
2.5.5?敏捷性潛力58
2.6?過失速機動59
2.6.1?尾沖和眼鏡蛇機動60
2.6.2?Herbst機動62
第3章?飛機的縱向穩定性和操縱性
3.1?作用在飛機上的外力矩64
3.1.1?俯仰力矩Mz64
3.1.2?偏航力矩My和滾轉力矩Mx68
3.1.3?鉸鏈力矩73
3.2?剛性飛機的運動方程74
3.2.1?飛機的動力學方程74
3.2.2?飛機的運動學方程75
3.2.3?運動方程組討論76
3.3?飛機縱向運動穩定性77
3.3.1?縱向小擾動運動方程77
3.3.2?典型運動模態78
3.3.3?短周期模態分析82
3.3.4?長周期模態分析83
3.3.5?現代飛機縱向模態特點84
3.3.6?縱向軌跡穩定性87
3.4?飛機縱向操縱性89
3.4.1?縱向靜操縱性89
3.4.2?助力操縱系統95
3.4.3?縱向動操縱性97
3.5?帶自動器飛機的縱向穩定性和操縱性100
3.5.1?縱向阻尼器系統100
3.5.2?縱向增穩系統102
3.5.3?縱向控制增穩系統104
3.5.4?高度穩定系統105
3.5.5?實際自動器動態特性的影響106
3.6?飛機縱向飛行品質109
3.6.1?等效系統指標109
3.6.2?帶寬準則111
3.6.3?閉環準則112
第4章?飛機的橫航向穩定性和操縱性
4.1?飛機橫航向運動穩定性114
4.1.1?橫航向小擾動運動方程114
4.1.2?典型的運動模態115
4.1.3?現代飛機橫航向模態特點117
4.1.4?飛機橫航向軌跡穩定性121
4.2?飛機橫航向操縱性122
4.2.1?橫航向靜操縱性122
4.2.2?橫航向動操縱性126
4.3?帶自動器飛機的橫航向穩定性和操縱性128
4.3.1?橫向阻尼器系統128
4.3.2?傾斜角控制系統129
4.3.3?偏航阻尼器系統131
4.3.4?偏航增穩系統132
4.3.5?副翼方向舵交聯系統133
4.3.6?飛行航線穩定系統133
4.4?飛機的橫航向飛行品質134
4.4.1?模態特性品質指標134
4.4.2?操縱特性品質指標135
第5章?飛機空間運動穩定性和操縱性
5.1?縱、橫向運動耦合機理138
5.1.1?運動耦合138
5.1.2?慣性耦合138
5.1.3?陀螺耦合139
5.1.4?氣動力耦合140
5.2?急滾動力學140
5.2.1?軸對稱飛行器141
5.2.2?面對稱飛行器142
5.3?偏離動力學144
5.3.1?偏離預測判據144
5.3.2?機翼搖晃148
5.4?尾旋動力學151
5.4.1?進入階段151
5.4.2?定常階段152
5.4.3?改出階段153
5.5?空間運動的自動控制155
5.5.1?過載/迎角限制系統155
5.5.2?尾旋自動防止系統156
5.5.3?放寬靜穩定系統157
5.5.4?直接力操縱系統158
5.5.5?機翼搖晃的抑制162
5.5.6?過失速機動控制167
5.5.7?飛控系統的綜合化177
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