飛行動力學與飛行控制

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 6
2.1 飛機的力學變量 6
2.1.1 飛機的坐標系 6
2.1.2 坐標系的變換 8
2.1.3 飛機的姿態(tài)角 11
2.1.4 飛機的航跡角 12
2.1.5 飛機的氣流角 16
2.1.6 風的影響 16
2.1.7 飛機的氣動力 18
2.1.8 飛機的其他變量 18
2.1.9 飛機運動學關(guān)系的簡化 19
2.2 飛機的氣動布局與操縱面 20
2.2.1 飛機的氣動布局 20
2.2.2 飛機的操縱面 23
2.2.3 飛機操縱機構(gòu)的參數(shù) 23
2.3 飛機的力和力矩 24
2.3.1 空氣動力學基本概念 24
2.3.2 機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上的俯仰力矩 47
2.3.5 非定常飛行時作用在飛機縱向的力和力矩 52
2.3.6 非對稱飛行時作用在飛機側(cè)向的力和力矩 58
2.4 飛機的動力裝置 69
2.4.1 飛機發(fā)動機 69
2.4.2 發(fā)動機的模型與控制 69
2.4.3 常規(guī)發(fā)動機產(chǎn)生的力和力矩 71
2.4.4 推力矢量發(fā)動機產(chǎn)生的力和力矩 .72
2.5 影響飛機運動的其他因素 73
2.5.1 縱向運動與側(cè)向運動的耦合 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)動機的影響 76
2.5.5 風運動與飛機運動的耦合 76
思考題 86
第 3 章 飛機運動方程及特性分析 88
3.1 飛機運動方程的建立 88
3.1.1 飛機建模的基本假設(shè) 88
3.1.2 飛機動力學模型 89
3.1.3 飛機運動學模型 92
3.1.4 飛機運動方程組分析 97
3.2 飛機運動方程的線性化 .98
3.2.1 小擾動線性化原理 98
3.2.2 基準運動的選取 99
3.2.3 飛機縱向運動方程組的線性化 102
3.2.4 飛機側(cè)向運動方程組的線性化 110
3.2.5 飛機狀態(tài)方程信號流圖 116
3.3 飛機縱向運動特性分析 117
3.3.1 飛機縱向運動的基本特性 117
3.3.2 飛機縱向運動的傳遞函數(shù) 121
3.3.3 飛機縱向運動的簡化 123
3.3.4 定速靜穩(wěn)定性與定載靜穩(wěn)定性 128
3.3.5 飛機油門的縱向運動響應(yīng) 131
3.4 飛機側(cè)向運動特性分析 133
3.4.1 飛機側(cè)向運動的基本特征 133
3.4.2 飛機側(cè)向運動的傳遞函數(shù) 135
3.4.3 飛機側(cè)向運動的簡化與分析 136
思考題 141
第 4 章 飛行控制的任務(wù)與目標 143
4.1 任務(wù)與設(shè)計目標 143
4.1.1 評價準則 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 飛行性能計算的基本定義 162
4.3.2 飛機的基本飛行性能 165
4.3.3 飛機的續(xù)航和起飛著陸性能 171
4.3.4 飛機的機動飛行性能 178
思考題 182
第 5 章 飛機電傳控制系統(tǒng) 184
5.1 基本概念 184
5.2 飛機的操縱原理 185
5.2.1 飛機的操縱元件 185
5.2.2 飛機的操縱驅(qū)動裝置 188
5.2.3 飛機的伺服作動系統(tǒng) 196
5.2.4 飛機的操縱系統(tǒng) 202
5.3 飛機固有特性的改善 206
5.3.1 飛機阻尼特性的改善 207
5.3.2 飛機固有頻率特性的改善 222
5.3.3 飛機縱向長周期運動的改善 228
5.3.4 飛機擾動的抑制措施 229
5.4 飛機操縱品質(zhì)的改善 231
5.4.1 飛機的操縱品質(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 飛機機動性的改善 251
5.5.1 放寬靜穩(wěn)定性設(shè)計 251
5.5.2 直接力控制 256
5.5.3 機動載荷控制 263
5.6 飛機乘坐品質(zhì)的改善 268
5.6.1 陣風載荷減緩 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 自動導航控制 328
6.3.4 自動著陸控制 339
6.4 飛機變化航跡的控制 351
6.4.1 地形跟隨控制 352
6.4.2 自動引導控制 358
思考題 362
第 7 章 先進飛行控制系統(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 .367
7.1.3 目標狀態(tài)估計器 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/推進控制系統(tǒng) 376
7.2.1 推進系統(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/推進控制系統(tǒng) .382
7.3 綜合飛行/火力/推進控制系統(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 無人機飛機管理系統(tǒng) 394
7.5.1 無人機飛行控制特點 394
7.5.2 無人機飛機管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 395
7.5.3 無人機飛機管理系統(tǒng)功能 399
7.5.4 無人機飛行控制律 401
思考題 402
參考文獻 403
附錄 404
附錄 A 主要符號表 .404
附錄 B 氣動大導數(shù)表達式 406