飛行動力學(xué)與飛行控制

目錄
前言
第 1 章 緒論 1
1.1 航空發(fā)展簡述 1
1.2 飛機(jī)操縱系統(tǒng) 2
1.3 飛行控制系統(tǒng) 3
思考題 5
第 2 章 飛行動力學(xué) 6
2.1 飛機(jī)的力學(xué)變量 6
2.1.1 飛機(jī)的坐標(biāo)系 6
2.1.2 坐標(biāo)系的變換 8
2.1.3 飛機(jī)的姿態(tài)角 11
2.1.4 飛機(jī)的航跡角 12
2.1.5 飛機(jī)的氣流角 16
2.1.6 風(fēng)的影響 16
2.1.7 飛機(jī)的氣動力 18
2.1.8 飛機(jī)的其他變量 18
2.1.9 飛機(jī)運(yùn)動學(xué)關(guān)系的簡化 19
2.2 飛機(jī)的氣動布局與操縱面 20
2.2.1 飛機(jī)的氣動布局 20
2.2.2 飛機(jī)的操縱面 23
2.2.3 飛機(jī)操縱機(jī)構(gòu)的參數(shù) 23
2.3 飛機(jī)的力和力矩 24
2.3.1 空氣動力學(xué)基本概念 24
2.3.2 機(jī)翼的幾何形狀和參數(shù) 31
2.3.3 空氣動力的產(chǎn)生 35
2.3.4 對稱定直平飛時作用在飛機(jī)上的俯仰力矩 47
2.3.5 非定常飛行時作用在飛機(jī)縱向的力和力矩 52
2.3.6 非對稱飛行時作用在飛機(jī)側(cè)向的力和力矩 58
2.4 飛機(jī)的動力裝置 69
2.4.1 飛機(jī)發(fā)動機(jī) 69
2.4.2 發(fā)動機(jī)的模型與控制 69
2.4.3 常規(guī)發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的力和力矩 71
2.4.4 推力矢量發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的力和力矩 .72
2.5 影響飛機(jī)運(yùn)動的其他因素 73
2.5.1 縱向運(yùn)動與側(cè)向運(yùn)動的耦合 73
2.5.2 地面效應(yīng) 74
2.5.3 彈性形變的影響 74
2.5.4 發(fā)動機(jī)的影響 76
2.5.5 風(fēng)運(yùn)動與飛機(jī)運(yùn)動的耦合 76
思考題 86
第 3 章 飛機(jī)運(yùn)動方程及特性分析 88
3.1 飛機(jī)運(yùn)動方程的建立 88
3.1.1 飛機(jī)建模的基本假設(shè) 88
3.1.2 飛機(jī)動力學(xué)模型 89
3.1.3 飛機(jī)運(yùn)動學(xué)模型 92
3.1.4 飛機(jī)運(yùn)動方程組分析 97
3.2 飛機(jī)運(yùn)動方程的線性化 .98
3.2.1 小擾動線性化原理 98
3.2.2 基準(zhǔn)運(yùn)動的選取 99
3.2.3 飛機(jī)縱向運(yùn)動方程組的線性化 102
3.2.4 飛機(jī)側(cè)向運(yùn)動方程組的線性化 110
3.2.5 飛機(jī)狀態(tài)方程信號流圖 116
3.3 飛機(jī)縱向運(yùn)動特性分析 117
3.3.1 飛機(jī)縱向運(yùn)動的基本特性 117
3.3.2 飛機(jī)縱向運(yùn)動的傳遞函數(shù) 121
3.3.3 飛機(jī)縱向運(yùn)動的簡化 123
3.3.4 定速靜穩(wěn)定性與定載靜穩(wěn)定性 128
3.3.5 飛機(jī)油門的縱向運(yùn)動響應(yīng) 131
3.4 飛機(jī)側(cè)向運(yùn)動特性分析 133
3.4.1 飛機(jī)側(cè)向運(yùn)動的基本特征 133
3.4.2 飛機(jī)側(cè)向運(yùn)動的傳遞函數(shù) 135
3.4.3 飛機(jī)側(cè)向運(yùn)動的簡化與分析 136
思考題 141
第 4 章 飛行控制的任務(wù)與目標(biāo) 143
4.1 任務(wù)與設(shè)計(jì)目標(biāo) 143
4.1.1 評價準(zhǔn)則 144
4.1.2 基本任務(wù) 146
4.2 飛行品質(zhì)與規(guī)范 148
4.2.1 飛機(jī)分類及飛行階段分類 149
4.2.2 縱向飛行品質(zhì) 150
4.2.3 側(cè)向飛行品質(zhì) 155
4.2.4 飛行品質(zhì)評價方法 156
4.2.5 飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)通用規(guī)范 159
4.3 飛行性能 162
4.3.1 飛行性能計(jì)算的基本定義 162
4.3.2 飛機(jī)的基本飛行性能 165
4.3.3 飛機(jī)的續(xù)航和起飛著陸性能 171
4.3.4 飛機(jī)的機(jī)動飛行性能 178
思考題 182
第 5 章 飛機(jī)電傳控制系統(tǒng) 184
5.1 基本概念 184
5.2 飛機(jī)的操縱原理 185
5.2.1 飛機(jī)的操縱元件 185
5.2.2 飛機(jī)的操縱驅(qū)動裝置 188
5.2.3 飛機(jī)的伺服作動系統(tǒng) 196
5.2.4 飛機(jī)的操縱系統(tǒng) 202
5.3 飛機(jī)固有特性的改善 206
5.3.1 飛機(jī)阻尼特性的改善 207
5.3.2 飛機(jī)固有頻率特性的改善 222
5.3.3 飛機(jī)縱向長周期運(yùn)動的改善 228
5.3.4 飛機(jī)擾動的抑制措施 229
5.4 飛機(jī)操縱品質(zhì)的改善 231
5.4.1 飛機(jī)的操縱品質(zhì) 231
5.4.2 比例式電傳操縱品質(zhì)的改善 231
5.4.3 比例積分式電傳操縱品質(zhì)的改善 240
5.4.4 橫航向電傳控制律 247
5.4.5 起飛/著陸電傳控制律 249
5.5 飛機(jī)機(jī)動性的改善 251
5.5.1 放寬靜穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 251
5.5.2 直接力控制 256
5.5.3 機(jī)動載荷控制 263
5.6 飛機(jī)乘坐品質(zhì)的改善 268
5.6.1 陣風(fēng)載荷減緩 268
5.6.2 主動顫振模態(tài)抑制 271
5.7 飛行邊界控制 272
5.7.1 主要飛行參數(shù)的限制條件 273
5.7.2 迎角和過載限制方案 275
思考題 280
第 6 章 飛機(jī)自動飛行控制系統(tǒng) 282
6.1 基本概念 282
6.1.1 主要功能 282
6.1.2 系統(tǒng)組成 283
6.1.3 基本參數(shù)要求 285
6.2 飛機(jī)姿態(tài)角的穩(wěn)定與控制 286
6.2.1 俯仰角穩(wěn)定與控制 286
6.2.2 滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定與控制 298
6.2.3 航向角穩(wěn)定與控制 302
6.3 飛行航跡的穩(wěn)定與控制 311
6.3.1 高度與垂直速度控制 312
6.3.2 速度與馬赫數(shù)控制 319
6.3.3 自動導(dǎo)航控制 328
6.3.4 自動著陸控制 339
6.4 飛機(jī)變化航跡的控制 351
6.4.1 地形跟隨控制 352
6.4.2 自動引導(dǎo)控制 358
思考題 362
第 7 章 先進(jìn)飛行控制系統(tǒng) 365
7.1 綜合飛行/火力控制系統(tǒng) 365
7.1.1 綜合飛行控制 365
7.1.2 綜合飛行/火力控制系統(tǒng)的基本組成及特點(diǎn) .367
7.1.3 目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)器 368
7.1.4 火力控制系統(tǒng)建模 369
7.1.5 飛行/火力耦合器 372
7.1.6 超控耦合器 376
7.2 綜合飛行/推進(jìn)控制系統(tǒng) 376
7.2.1 推進(jìn)系統(tǒng)的基本控制參數(shù) 377
7.2.2 性能尋優(yōu)控制 380
7.2.3 帶推力矢量的綜合飛行/推進(jìn)控制系統(tǒng) .382
7.3 綜合飛行/火力/推進(jìn)控制系統(tǒng) .383
7.4 飛行管理系統(tǒng) 384
7.4.1 發(fā)展歷程 384
7.4.2 基本組成與定義 385
7.4.3 主要功能 387
7.4.4 戰(zhàn)術(shù)飛行管理系統(tǒng) 392
7.5 無人機(jī)飛機(jī)管理系統(tǒng) 394
7.5.1 無人機(jī)飛行控制特點(diǎn) 394
7.5.2 無人機(jī)飛機(jī)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 395
7.5.3 無人機(jī)飛機(jī)管理系統(tǒng)功能 399
7.5.4 無人機(jī)飛行控制律 401
思考題 402
參考文獻(xiàn) 403
附錄 404
附錄 A 主要符號表 .404
附錄 B 氣動大導(dǎo)數(shù)表達(dá)式 406