航空飛行器飛行動力學

《航空飛行器飛行動力學》是2005年北京航空航天大學出版社等出版的圖書。

該書系統地介紹航空飛行器（飛機、有翼飛彈）的飛行動力學特性，內容結合工程實際，反映現代飛行動力學的一些新現象、新特點。全

基本介紹

• 書名：航空飛行器飛行動力學
• 作者：方振平
• ISBN：9787810776707
• 頁數：426頁
• 出版社：北京航空航天大學出版社，北京理工大學出版社等
• 出版時間：2005年11月1日
• 裝幀：平裝
• 開本：16
• 尺寸：23 x 18.2 x 2 cm

內容簡介

《航空飛行器飛行動力學》系統地介紹航空飛行器（飛機、有翼飛彈）的飛行動力學特性，內容結合工程實際，反映現代飛行動力學的一些新現象、新特點。全書分兩大部分。前5章著重分析飛行器質心運動規律，確定飛機的基本飛行性能、機動性能、敏捷性和飛彈的軌跡特性。後7章著重分析剛性飛行器的運動特性，討論飛行器的平衡、靜穩定性和靜操縱性、動穩定性和動操縱性；飛行器+自動器系統動力學特性；飛機飛行品質和飛彈命中準確度分析等。《航空飛行器飛行動力學》可作為飛行器設計專業大學本科生的教材，對於飛行器設計和使用部分的工程技術人員也有參考價值。

目錄

第1章 飛行器質心運動方程

1.1 作用在飛行器上的外力1

1.1.1 升阻特性1

1.1.2 發動機推力6

1.2 飛行器飛行操縱概念12

1.2.1 常規飛機的飛行操縱13

1.2.2 現代飛機的飛行操縱13

1.2.3 飛彈的飛行操縱14

1.3 常用的坐標軸系及其轉換16

1.3.1 常用的坐標軸系16

1.3.2 坐標轉換矩陣17

1.3.3 常用坐標系之間的關係20

1.4 飛行器質心運動方程22

1.4.1 一般動坐標系中質心動力學方程23

1.4.2 航跡坐標系中質心動力學方程24

1.4.3 飛行器質心運動學方程25

1.4.4 飛行器質心運動方程討論26

1.4.5 質心在鉛垂平面內的運動方程28

1.4.6 質心在水平面內的運動方程30

複習思考題32

第2章 飛機的飛行性能

2.1 平飛性能33

2.1.1 定常平飛時的運動方程33

2.1.2 最大平飛速度Vmax38

2.1.3 最小平飛速度Vmin40

2.1.4 平飛速度範圍41

2.2 上升、下滑性能42

2.2.1 定常直線上升運動方程42

2.2.2 定常直線上升運動性能43

2.2.3 非定常上升運動性能47

2.2.4 定常下滑運動性能50

2.3 定常飛行狀態及其與操縱的關係51

2.3.1 平飛範圍的劃分51

2.3.2 飛行狀態與操縱的關係53

2.3.3 定常飛行狀態的主要因素分析56

2.4 續航性能58

2.4.1 航程和航時的基本關係式58

2.4.2 等高等速巡航時的航程和航時60

2.4.3 飛機的最佳續航性能64

2.4.4 最大活動半徑68

2.4.5 風對續航性能的影響69

2.5 起落性能70

2.5.1 起飛性能70

2.5.2 著陸性能74

2.5.3 單發停車故障的對策78

2.5.4 改善起落性能的措施80

2.5.5 風切變下的起落過程82

2.6 渦輪螺槳飛機的飛行性能83

2.6.1 平飛和上升性能84

2.6.2 渦輪螺槳飛機的續航性能85

2.7 滑翔性能85

複習思考題90

第3章 飛機的機動性和敏捷性

3.1 機動飛行時的過載92

3.1.1 運動與過載的關係93

3.1.2 過載限制94

3.2 鉛垂平面內的機動性能95

3.2.1 平飛加減速96

3.2.2 躍升97

3.2.3 俯衝99

3.3 水平平面內的機動性能102

3.3.1 正常盤旋102

3.3.2 最優盤旋105

3.3.3 非定常盤旋113

3.4 飛機的空間機動飛行114

3.4.1 常見的空間機動飛行115

3.4.2 空間機動軌跡的一般計算方法116

3.5 機動性能的綜合分析116

3.5.1 能量機動性117

3.5.2 定常或極限角速度118

3.5.3 定常或瞬態轉彎半徑119

3.5.4 綜合機動性指標121

3.6 飛機的敏捷性123

3.6.1 敏捷性概念123

3.6.2 敏捷性分類125

3.6.3 瞬態敏捷性尺度126

3.6.4 功能敏捷性尺度128

3.6.5 敏捷性潛力130

3.7 過失速機動131

3.7.1 尾沖和眼鏡蛇機動132

3.7.2 Herbst機動133

複習思考題134

第4章 方案飛行與彈道

4.1 按給定迎角或俯仰角的方案飛行136

4.1.1 按給定迎角的方案飛行138

4.1.2 按給定俯仰角的方案飛行139

4.2 按給定彈道傾角的方案飛行139

4.2.1 直線飛行彈道140

4.2.2 垂直上升彈道140

4.2.3 等高飛行彈道140

複習思考題142

第5章 導引飛行與彈道

5.1 飛彈的相對運動方程143

5.1.1 自動導引相對運動方程143

5.1.2 遙控導引相對運動方程146

5.2 平行接近法148

5.2.1 直線彈道問題148

5.2.2 彈道法向加速度特性149

5.3 比例導引法151

5.3.1 直線彈道的條件、條數152

5.3.2 直線彈道的穩定性155

5.3.3 彈道需用法向加速度157

5.3.4 一般情況下的導引彈道特性158

5.4 三點法160

5.4.1 導引彈道的一般特性161

5.4.2 彈道需用法向加速度161

5.5 角度法165

5.5.1 前置量法（矯直係數法）165

5.5.2 半前置量法（半矯直係數法）167

5.6 選擇導引方法的一般原則168

5.7 攻擊區169

複習思考題173

第6章 剛性飛行器運動方程

6.1 剛性飛行器動力學方程174

6.1.1 飛行器質心移動的動力學方程174

6.1.2 飛行器繞質心轉動的動力學方程177

6.2 剛性飛行器運動學方程180

6.2.1 飛行器質心運動學方程180

6.2.2 飛行器繞質心轉動運動學方程181

6.3 剛性飛行器運動方程討論184

6.3.1 “機體機體體系”運動方程組184

6.3.2 “航跡機體體系”運動方程組184

6.3.3 飛行力學的幾類主要問題185

6.3.4 多操縱機構情況186

6.4 運動方程組線性化186

6.4.1 小擾動法186

6.4.2 外力和外力矩的線性化189

6.4.3 運動方程的線性化193

6.5 縱向小擾動運動方程組196

6.5.1 縱向小擾動方程的自然形式196

6.5.2 縱向小擾動方程的矩陣形式198

6.5.3 縱向小擾動方程的簡化形式199

6.6 橫側小擾動運動方程組201

6.6.1 橫側小擾動方程的自然形式201

6.6.2 橫側小擾動方程的矩陣形式202

6.6.3 橫側小擾動方程的簡化形式203

複習思考題204

第7章 飛行器的縱向平衡、靜穩定和靜操縱

7.1 靜穩定力矩206

7.1.1 靜穩定力矩的組成206

7.1.2 定速靜穩定性211

7.1.3 定載靜穩定性213

7.2 操縱力矩214

7.2.1 氣動操縱力矩215

7.2.2 推力矢量操縱力矩216

7.3 定常直線飛行時的飛行器平衡特性217

7.3.1 升降舵平衡曲線217

7.3.2 舵面靜操縱性指標220

7.3.3 飛行器的自動俯衝現象221

7.4 阻尼力矩222

7.5 洗流時差力矩223

7.6 定常拉升飛行時的飛行器平衡特性224

7.6.1 升降舵偏轉變化規律225

7.6.2 舵面靜操縱性指標226

7.7 鉸鏈力矩和桿力特性227

7.7.1 鉸鏈力矩227

7.7.2 桿力特性229

7.8 影響飛行器縱向平衡、靜穩定和靜操縱的其他因素237

7.8.1 動力裝置影響237

7.8.2 飛行器構形變化的影響239

7.8.3 彈性變形的影響240

7.8.4 大迎角飛行和地面效應的影響241

7.9 飛行器質心的變化範圍242

7.9.1 常規飛行器243

7.9.2 放寬靜穩定性飛行器245

7.9.3 影響因素討論246

7.10 助力器操縱時的桿力特性247

7.10.1 助力器操縱系統簡介247

7.10.2 助力操縱時桿力特性249

複習思考題252

第8章 飛行器的橫航向平衡、靜穩定和靜操縱

8.1 靜穩定力矩255

8.1.1 靜穩定力矩的組成255

8.1.2 橫航向靜穩定性260

8.2 操縱力矩263

8.2.1 滾轉操縱力矩263

8.2.2 偏航操縱力矩264

8.3 阻尼力矩和交感力矩265

8.3.1 滾轉角速度p引起的橫側力矩266

8.3.2 偏航角速度r引起的橫側力矩267

8.4 斜吹力矩269

8.5 非對稱定常飛行時飛行器的平衡270

8.5.1 定常直線側滑飛行時的平衡和靜操縱270

8.5.2 正常盤旋飛行時的平衡和靜操縱274

8.5.3 穩定滾轉時的平衡和靜操縱276

8.6 鉸鏈力矩和操縱力特性277

8.6.1 副翼和方向舵鉸鏈力矩277

8.6.2 橫側操縱力特性279

8.6.3 助力器操縱時的桿力特性282

8.7 影響飛行器橫航向平衡、靜穩定和靜操縱的其他因素283

8.7.1 動力裝置的影響283

8.7.2 構形變化的影響283

8.7.3 彈性變形的影響284

8.7.4 大迎角、地面效應的影響285

複習思考題287

第9章 飛機的縱向穩定性和操縱性

9.1 飛機縱向運動穩定性288

9.1.1 縱向擾動運動方程和基本求解理論288

9.1.2 模態特性分析方法290

9.1.3 典型的縱向運動模態294

9.1.4 短周期模態分析297

9.1.5 長周期模態分析298

9.1.6 現代飛機縱向模態特點300

9.2 飛機縱向動操縱性302

9.2.1 時域回響指標303

9.2.2 飛行操縱系統304

9.2.3 縱向動操縱性307

9.3 帶自動器飛機的縱向操縱性和穩定性特性310

9.3.1 俯仰阻尼器311

9.3.2 縱向增穩系統313

9.3.3 縱向控制增穩系統315

9.3.4 高度穩定系統316

9.4 飛機的縱向飛行品質320

複習思考題322

第10章 飛機的橫航向穩定性和操縱性

10.1 飛機橫航向運動穩定性324

10.1.1 橫航向擾動運動方程324

10.1.2 典型的橫航向運動模態325

10.1.3 滾轉收斂模態分析328

10.1.4 螺旋模態分析329

10.1.5 荷蘭滾模態分析331

10.1.6 橫航向靜穩定性和動穩定性的關係332

10.1.7 現代飛機橫航向模態特性333

10.2 飛機橫航向動操縱性334

10.2.1 對副翼的操縱反應335

10.2.2 對方向舵的操縱反應336

10.3 帶自動器飛機的橫航向操縱性和穩定性特性338

10.3.1 滾轉阻尼器338

10.3.2 滾轉角控制系統339

10.3.3 偏航阻尼器340

10.3.4 偏航增穩系統341

10.3.5 副翼方向舵交聯343

10.3.6 飛行航線穩定系統343

10.4 飛機橫航向飛行品質344

複習思考題346

第11章 飛機空間運動穩定性和操縱性

11.1 縱橫向運動耦合機理348

11.1.1 運動耦合348

11.1.2 慣性耦合349

11.1.3 陀螺耦合350

11.1.4 氣動耦合350

11.2 急滾動力學351

11.3 偏離動力學354

11.3.1 縱向偏離355

11.3.2 橫航向偏離355

11.3.3 偏離預測判據357

11.3.4 機翼搖晃362

11.4 尾旋動力學363

11.4.1 進入尾旋364

11.4.2 定常階段365

11.4.3 改出尾旋366

11.4.4 尾旋運動的模擬和試驗367

11.5 空間運動的自動控制369

11.5.1 飛行邊界限制系統369

11.5.2 尾旋自動防止系統371

11.5.3 放寬靜穩定系統374

11.5.4 直接力操縱系統375

複習思考題381

第12章 飛彈的飛行控制

12.1 飛彈飛行控制特點382

12.1.1 舵迴路382

12.1.2 穩定迴路383

12.1.3 控制迴路383

12.2 滾轉穩定迴路384

12.2.1 無控時飛彈的橫側擾動運動384

12.2.2 滾轉角穩定迴路385

12.2.3 滾轉角速度穩定迴路388

12.3 俯仰和偏航穩定迴路390

12.3.1 無控時飛彈的俯仰擾動運動390

12.3.2 姿態穩定迴路393

12.3.3 加速度穩定迴路395

12.4 飛彈控制迴路405

12.5 飛彈精度分析409

12.5.1 脫靶量模型及其線性化410

12.5.2 干擾及噪聲模型411

12.5.3 蒙特卡洛法413

12.5.4 協方差分析法416

12.5.5 伴隨分析法419

12.5.6 統計線性化伴隨法423

複習思考題426

參考文獻