航空飛行器飛行動力學

第1章 飛行器質(zhì)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(fā)動機推力6
1.2 飛行器飛行操縱概念12
1.2.1 常規(guī)飛機的飛行操縱13
1.2.2 現(xiàn)代飛機的飛行操縱13
1.2.3 導彈的飛行操縱14
1.3 常用的坐標軸系及其轉(zhuǎn)換16
1.3.1 常用的坐標軸系16
1.3.2 坐標轉(zhuǎn)換矩陣17
1.3.3 常用坐標系之間的關(guān)系20
1.4 飛行器質(zhì)心運動方程22
1.4.1 一般動坐標系中質(zhì)心動力學方程23
1.4.2 航跡坐標系中質(zhì)心動力學方程24
1.4.3 飛行器質(zhì)心運動學方程25
1.4.4 飛行器質(zhì)心運動方程討論26
1.4.5 質(zhì)心在鉛垂平面內(nèi)的運動方程28
1.4.6 質(zhì)心在水平面內(nèi)的運動方程30
復習思考題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 平飛速度范圍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(tài)及其與操縱的關(guān)系51
2.3.1 平飛范圍的劃分51
2.3.2 飛行狀態(tài)與操縱的關(guān)系53
2.3.3 定常飛行狀態(tài)的主要因素分析56
2.4 續(xù)航性能58
2.4.1 航程和航時的基本關(guān)系式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(xù)航性能64
2.4.4 最大活動半徑68
2.4.5 風對續(xù)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(fā)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(xù)航性能85
2.7 滑翔性能85
復習思考題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(guān)系93
3.1.2 過載限制94
3.2 鉛垂平面內(nèi)的機動性能95
3.2.1 平飛加減速96
3.2.2 躍升97
3.2.3 俯沖99
3.3 水平平面內(nèi)的機動性能102
3.3.1 正常盤旋102
3.3.2 最優(yōu)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?；蛩矐B(tài)轉(zhuǎn)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(tài)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
復習思考題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
復習思考題142
第5章 導引飛行與彈道
5.1 導彈的相對運動方程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(shù)152
5.3.2 直線彈道的穩(wěn)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（矯直系數(shù)法）165
5.5.2 半前置量法（半矯直系數(shù)法）167
5.6 選擇導引方法的一般原則168
5.7 攻擊區(qū)169
復習思考題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(zhì)心移動的動力學方程174
6.1.2 飛行器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)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(zhì)心運動學方程180
6.2.2 飛行器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)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(gòu)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(cè)小擾動運動方程組201
6.6.1 橫側(cè)小擾動方程的自然形式201
6.6.2 橫側(cè)小擾動方程的矩陣形式202
6.6.3 橫側(cè)小擾動方程的簡化形式203
復習思考題204
第7章 飛行器的縱向平衡、靜穩(wěn)定和靜操縱
7.1 靜穩(wěn)定力矩206
7.1.1 靜穩(wěn)定力矩的組成206
7.1.2 定速靜穩(wěn)定性211
7.1.3 定載靜穩(wěn)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 飛行器的自動俯沖現(xiàn)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(zhuǎn)變化規(guī)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(wěn)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(gòu)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(zhì)心的變化范圍242
7.9.1 常規(guī)飛行器243
7.9.2 放寬靜穩(wěn)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(tǒng)簡介247
7.10.2 助力操縱時桿力特性249
復習思考題252
第8章 飛行器的橫航向平衡、靜穩(wěn)定和靜操縱
8.1 靜穩(wěn)定力矩255
8.1.1 靜穩(wěn)定力矩的組成255
8.1.2 橫航向靜穩(wěn)定性260
8.2 操縱力矩263
8.2.1 滾轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角速度p引起的橫側(cè)力矩266
8.3.2 偏航角速度r引起的橫側(cè)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(cè)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(wěn)定滾轉(zhuǎn)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(cè)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(wěn)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(gòu)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
復習思考題287
第9章 飛機的縱向穩(wěn)定性和操縱性
9.1 飛機縱向運動穩(wěn)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(tài)特性分析方法290
9.1.3 典型的縱向運動模態(tài)294
9.1.4 短周期模態(tài)分析297
9.1.5 長周期模態(tài)分析298
9.1.6 現(xiàn)代飛機縱向模態(tài)特點300
9.2 飛機縱向動操縱性302
9.2.1 時域響應指標303
9.2.2 飛行操縱系統(tǒng)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(wěn)定性特性310
9.3.1 俯仰阻尼器311
9.3.2 縱向增穩(wěn)系統(tǒng)313
9.3.3 縱向控制增穩(wěn)系統(tǒng)315
9.3.4 高度穩(wěn)定系統(tǒng)316
9.4 飛機的縱向飛行品質(zhì)320
復習思考題322
第10章 飛機的橫航向穩(wěn)定性和操縱性
10.1 飛機橫航向運動穩(wěn)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(tài)325
10.1.3 滾轉(zhuǎn)收斂模態(tài)分析328
10.1.4 螺旋模態(tài)分析329
10.1.5 荷蘭滾模態(tài)分析331
10.1.6 橫航向靜穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性的關(guān)系332
10.1.7 現(xiàn)代飛機橫航向模態(tài)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(wěn)定性特性338
10.3.1 滾轉(zhuǎn)阻尼器338
10.3.2 滾轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)339
10.3.3 偏航阻尼器340
10.3.4 偏航增穩(wěn)系統(tǒng)341
10.3.5 副翼方向舵交聯(lián)343
10.3.6 飛行航線穩(wěn)定系統(tǒng)343
10.4 飛機橫航向飛行品質(zhì)344
復習思考題346
第11章 飛機空間運動穩(wěn)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(jù)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(tǒng)369
11.5.2 尾旋自動防止系統(tǒng)371
11.5.3 放寬靜穩(wěn)定系統(tǒng)374
11.5.4 直接力操縱系統(tǒng)375
復習思考題381
第12章 導彈的飛行控制
12.1 導彈飛行控制特點382
12.1.1 舵回路382
12.1.2 穩(wěn)定回路383
12.1.3 控制回路383
12.2 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定回路384
12.2.1 無控時導彈的橫側(cè)擾動運動384
12.2.2 滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定回路385
12.2.3 滾轉(zhuǎn)角速度穩(wěn)定回路388
12.3 俯仰和偏航穩(wěn)定回路390
12.3.1 無控時導彈的俯仰擾動運動390
12.3.2 姿態(tài)穩(wěn)定回路393
12.3.3 加速度穩(wěn)定回路395
12.4 導彈控制回路405
12.5 導彈精度分析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(xié)方差分析法416
12.5.5 伴隨分析法419
12.5.6 統(tǒng)計線性化伴隨法423
復習思考題426
參考文獻