航空航天概論

內(nèi)容概要

　　航空航天技術(shù)是現(xiàn)代和未來文明的主要標(biāo)志，對很多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)起著引領(lǐng)和推動作用，也是一個國家科技水平和綜合國力的集中體現(xiàn)。《航空航天概論》旨在幫助讀者了解航空航天知識，初步建立航空航天基本概念，培養(yǎng)航空航天興趣，樹立熱愛航空航天報國的遠大志向。全書從航空航天發(fā)展史、飛行原理、世界名機賞析、飛機的基本結(jié)構(gòu)、飛行器動力、機載設(shè)備與儀器、無人機與通用航空簡介等方面進行了深入淺出的介紹，重點突出知識性、趣味性和思想性，適合于航空航天院校學(xué)生專業(yè)入門和青少年科普閱讀，也可供相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員參考。

書籍目錄

第一章航空航天發(fā)展史 第一節(jié)世界航空發(fā)展簡史 第二節(jié)世界航天發(fā)展簡史 第三節(jié)中國航空發(fā)展史 第四節(jié) 中國航天發(fā)展史 第二章飛行原理 第一節(jié)飛機上的空氣動力 第二節(jié)飛行操縱 第三節(jié)飛機的飛行性能 第四節(jié)直升機的飛行原理 第五節(jié)航天器的飛行原理 第三章世界名機賞析 第一節(jié)航空先驅(qū)與早期飛行器 第二節(jié)軍用飛機 第三節(jié)民航客機 第四節(jié)直升機 第五節(jié)特種飛機 第四章飛機的基本結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 飛機結(jié)構(gòu)的基本組成及其功用 第二節(jié)對飛機結(jié)構(gòu)的基本要求 第三節(jié)機翼受力構(gòu)件的基本結(jié)構(gòu) 第四節(jié)機翼結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式 第五節(jié)尾翼的基本結(jié)構(gòu)形式 第六節(jié)機身受力構(gòu)件的基本結(jié)構(gòu) 第七節(jié)機身的基本結(jié)構(gòu)形式 第八節(jié)起落架 第五章飛行器動力 第一節(jié)概述 第二節(jié)航空活塞發(fā)動機 第三節(jié)航空燃氣渦輪發(fā)動機 第四節(jié)沖壓噴氣發(fā)動機 第五節(jié)火箭發(fā)動機 附：我國航空發(fā)動機發(fā)展歷程與主要型號 第六章機載儀器與設(shè)備 第一節(jié)航空儀表 第二節(jié)導(dǎo)航系統(tǒng) 第三節(jié) 自動飛行控制系統(tǒng) 第四節(jié)其他機載設(shè)備 第七章 無人機與通用航空簡介 第一節(jié)無人機 第二節(jié)通用航空 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   這個沖程是使發(fā)動機能夠工作而獲得動力的唯一沖程。其余三個沖程都是為這個沖程作準(zhǔn)備的。 第四個沖程是排氣沖程。工作沖程結(jié)束后，由于慣性，曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使活塞由下死點向上運動。這時進氣門仍舊關(guān)閉，而排氣門大開，燃燒后的廢氣便通過排氣門向外排出。當(dāng)活塞到達上死點時，絕大部分的廢氣已被排出。然后排氣門關(guān)閉，進氣門打開，活塞又由上死點下行，開始了新的一輪循環(huán)。 從進氣沖程吸入新鮮混合氣體開始，到排氣沖程排出廢氣為止，汽油通過燃燒把熱能轉(zhuǎn)化為推動活塞運動的機械能，進而帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)作功，這一總的過程叫做一個循環(huán)。這是一種周而復(fù)始的運動。由于其中包含著熱能到機械能的轉(zhuǎn)化，所以又叫做熱循環(huán)。 活塞航空發(fā)動機要完成四沖程工作，除了上述氣缸、活塞、連桿、曲軸等構(gòu)件外，還需要一些其他必要的裝置和構(gòu)件。 三、活塞式航空發(fā)動機的輔助工作系統(tǒng) 發(fā)動機除主要部件外，還須有若干輔助系統(tǒng)與之配合才能工作。這些輔助系統(tǒng)主要有進氣系統(tǒng)（為了改善高空性能，在進氣系統(tǒng)內(nèi)常裝有增壓器，其功用是增大進氣壓力）、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)（主要包括高電壓磁電機、輸電線、火花塞）、起動系統(tǒng)（一般為電動起動機）、散熱系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。 第三節(jié) 航空燃氣渦輪發(fā)動機 一、渦輪噴氣發(fā)動機 在第二次世界大戰(zhàn)以前，所有的飛機都采用活塞式發(fā)動機作為飛機的動力。 到了20世紀(jì)30年代末，尤其是在第二次世界大戰(zhàn)中，由于戰(zhàn)爭的需要，飛機的性能得到了迅猛的發(fā)展，飛行速度達到700～800 km／h，高度達到了10 000 m以上。從這時人們發(fā)現(xiàn)，螺旋槳飛機似乎達到了極限，盡管工程師們將發(fā)動機的功率越提越高，從1 000 kw到2 000 kw甚至3 000 kw，但飛機的速度仍沒有明顯的提高，發(fā)動機明顯感到“有勁使不上”。 問題就出在螺旋槳上，當(dāng)飛機的速度達到800 km／h，由于螺旋槳始終在高速旋轉(zhuǎn)，槳尖部分的速度實際上已接近了聲速，這種跨聲速流場帶來的直接后果就是螺旋槳的效率急劇下降，推力下降；同時，由于螺旋槳的迎風(fēng)面積較大，帶來的阻力也較大；并且，隨著飛行高度的上升空氣變得稀薄，活塞式發(fā)動機的功率也會急劇下降。這幾個因素合在一起，決定了“活塞式發(fā)動機+螺旋槳”的推進模式已經(jīng)走到了盡頭，要想進一步提高飛行性能，必須采用全新的推進模式，噴氣發(fā)動機應(yīng)運而生。 噴氣推進的原理大家并不陌生，根據(jù)牛頓第三定律，作用在物體上的力都有大小相等方向相反的反作用力。噴氣發(fā)動機在工作時，從前端吸入大量的空氣，燃燒后高速噴出。在此過程中，發(fā)動機向氣體施加力，使之向后加速，氣體也給發(fā)動機一個反作用力，推動飛機前進。 早在1913年，法國工程師雷恩·洛蘭就獲得了一項噴氣發(fā)動機的專利，但這是一種沖壓式噴氣發(fā)動機，在當(dāng)時的低速下根本無法工作，而且也缺乏所需的高溫耐熱材料。1930年，弗蘭克·惠特爾取得了燃氣渦輪發(fā)動機的第一個專利，但直到11年后，他的發(fā)動機才完成其首次飛行，惠特爾的這種發(fā)動機為現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動機奠定了基礎(chǔ)。 現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，戰(zhàn)斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發(fā)動機仍屬于熱機的一種，必須遵循熱機的做功原則：在高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。因此，從產(chǎn)生輸出能量的原理上講，噴氣式發(fā)動機和活塞式發(fā)動機是相同的，都需要有進氣、加壓、燃燒和排氣這4個階段。不同的是，在活塞式發(fā)動機中這4個階段是分時依次進行的，但在噴氣發(fā)動機中則是連續(xù)進行的，氣體依次流經(jīng)噴氣發(fā)動機的各個部分，對應(yīng)著活塞式發(fā)動機的四個工作位置。

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《航空航天概論》講述了航空航天技術(shù)是現(xiàn)代和未來文明的主要標(biāo)志，對很多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)起著引領(lǐng)和推動作用，也是一個國家科技水平和綜合國力的集中體現(xiàn)。《航空航天概論》旨在幫助讀者了解航空航天知識，初步建立航空航天基本概念，培養(yǎng)航空航天興趣，樹立熱愛航空航天報國的遠大志向。

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