現(xiàn)代飛艇設(shè)計導(dǎo)論

前言

中國古代的“孔明燈”，被公認為是熱氣球的鼻祖，許多外國文獻里認為中國是最早知道利用熱空氣獲得升力原理的國家。1783年法國人蒙哥爾費兄弟實現(xiàn)了載人熱氣球的飛行。從那時起，各種類型的輕于空氣的飛行器（如氣球和飛艇）和重于空氣的飛行器（如飛機、直升機、導(dǎo)彈）得到了蓬勃發(fā)展。浮空器就是利用輕于空氣的氣體（現(xiàn)在使用的是氦氣）來產(chǎn)生靜升力的空中搭載平臺。它具有一系列的優(yōu)點，如滯空時間長、噪聲低、綠色環(huán)保、安全性高、使用維護采購成本低、雷達散射面積小等，在反恐、巡邏、監(jiān)察、地圖繪制、地質(zhì)勘探、旅游、廣告和運動等軍事和民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在許多領(lǐng)域，已成為衛(wèi)星、飛機互為補充的、不能替代的空中平臺。隨著技術(shù)的發(fā)展以及軍用和民用兩個方面的推動，浮空器以其獨特的優(yōu)勢受到了許多國家的關(guān)注。

內(nèi)容概要

　　第1章主要介紹飛艇艇身形狀的選擇、尾翼方案分析、飛行器空間運動方程，并考慮到飛艇艇身和尾翼的附加質(zhì)量。以A-01飛行器為例，在動力裝置推力矢量轉(zhuǎn)動角和浮力為各種數(shù)值的情況下，詳細分析了起飛和降落的軌跡參數(shù)?！　〉?章、第3章兩章探討了A-O1飛艇和A-02飛艇及其主要系統(tǒng)（包括推力矢量可變的動力裝置、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、控制飛行的機械和電子系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)特征。　　第4章介紹了軟式飛艇的地面和飛行試驗的各種要求，以及輕于空氣的飛行器的飛行和技術(shù)使用特征的各種要求?！　∽詈笠徽聦π⌒停ㄟb控和載人）飛艇完成一系列特殊任務(wù)的使用效率評估與飛機、直升機和無人偵察機進行了比較。

作者簡介

作者：(俄國)基里林·阿列克桑德拉·尼卡拉伊維奇 譯者：吳飛 王培美尼卡拉伊維奇，技術(shù)科學(xué)博士，航空和浮空科學(xué)院院士，莫斯科航空學(xué)院教授，Aerostatica公司總經(jīng)理。譯者簡介:吳飛，畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)無線電電子學(xué)系，本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)士?，F(xiàn)任中國電子科技集團公司第三十八研究所高級工程師。譯著有《世界各國預(yù)警機集錦》（國防科技大學(xué)出版社2003年11月出版。ISBN7-81099-022-5）和《偵查一打擊一體化系統(tǒng)和對地觀測雷達系統(tǒng)》（國防工業(yè)出版社z2005年3月出版，ISBN7-118-03723-0）王培美，畢業(yè)于南開大學(xué)西語系，文學(xué)碩士?，F(xiàn)任中國電子科技集團公司第三十八研究所工程師。曾主譯《聊齋的朋友與冤家》，于2003年～2004年在中國人文科學(xué)核心期刊《蒲松齡研究》（cN37-1080／I）上全年連載。

書籍目錄

第1章 小型飛艇的空氣動力性能、穩(wěn)定性及其操縱性1.1 飛艇艇身形狀的選擇1.2 尾翼的草圖方案分析1.3 飛艇的空間運動方程1.3.1 在固連坐標系軸上投影的飛艇的一般動態(tài)方程1.3.2 各種外力和力矩投影的表達式1.3.3 飛艇空間運動的運動學(xué)方程1.4 飛艇的附加質(zhì)量1.4.1 飛艇艇身的附加質(zhì)量系數(shù)1.4.2 尾翼的附加質(zhì)量系數(shù)1.4.3 飛艇的附加質(zhì)量系數(shù)1.5 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)1.6 A-01飛艇的動力性能1.6.1 A-01 飛艇飛行動力分析采用的原始數(shù)據(jù)1.6.2 起飛軌跡的要求1.6.3 起飛軌跡參數(shù)（動力裝置推力矢量無控制）1.6.4 在浮力和推力矢量轉(zhuǎn)動角為各種數(shù)值的情況下的起飛軌跡參數(shù)1.6.5 水平直線穩(wěn)定飛行時的參數(shù)1.6.6 推力矢量轉(zhuǎn)動角為各種數(shù)值情況下的降落軌跡參數(shù)第2章 “Aerostatica-01”飛艇的結(jié)構(gòu)2.1 “Aerostatica-01”飛艇的簡要介紹2.1.1 總論2.1.2 主要飛行技術(shù)性能2.1.3 質(zhì)量和重心數(shù)據(jù)、2.2 飛艇結(jié)構(gòu)及其主要系統(tǒng)的特點2.2.1 艇囊2.2.2 鼻錐2.2.3 尾翼2.2.4 吊艙和動力裝置2.2.5 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)2.2.6 飛行控制系統(tǒng)第3章 “Aerostatica-02”飛艇的結(jié)構(gòu)3.1 “Aerostatica-02”飛艇的簡要介紹3.1.1 總論3.1.2 主要飛行技術(shù)指標3.1.3 質(zhì)量和質(zhì)心數(shù)據(jù)3.2 飛艇結(jié)構(gòu)及其主要系統(tǒng)的特點3.2.1 艇囊3.2.2 鼻錐3.2.3 尾翼3.2.4 吊艙3.2.5 起落架3.2.6 動力裝置3.2.7 燃料和壓艙系統(tǒng)3.2.8 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(空氣一氦氣系統(tǒng))3.2.9 全壓和靜壓系統(tǒng)3.2.10 電氣系統(tǒng)3.2.11 控制系統(tǒng)第4章 小型飛艇的飛行使用4.1 飛行、技術(shù)和地面操作指南4.2 地面試驗和飛行試驗及商業(yè)使用4.3 小型飛艇飛行技術(shù)參數(shù)的比較分析第5章 小型飛艇的效率評估5.1 小型飛艇可能的應(yīng)用領(lǐng)域5.2 艇載空中偵察設(shè)備和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的主要性能分析5.3 經(jīng)濟評估方法的主要規(guī)則5.4 小型飛艇在完成空中偵察和通信信號轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)時的效率符號說明參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 小型飛艇的空氣動力性能、穩(wěn)定性及其操縱性1.1 飛艇艇身形狀的選擇最初對各種外形飛艇的參數(shù)進行評估研究的時間是在20世紀初，即第一批空氣動力實驗室開始建造并投入使用的時期。在為風(fēng)洞試驗選擇模型時，試驗工作者們之前對運動速度相對較快的海魚和鯨的輪廓進行了研究。在此基礎(chǔ)上，決定采用“雪茄”的形狀：像兩個共軛的半橢圓的子午線輪廓，橫向截面為圓形。早期建造的所有飛艇甚至現(xiàn)在的空氣靜力飛行器的設(shè)計絕大多數(shù)都采用這種形狀。飛艇的單獨艇身模型的大量風(fēng)洞試驗很容易確定空氣靜力飛行器的艇身實體的大部分空氣動力性能（除迎面阻力以外）。原因在于：對于經(jīng)典外形的飛艇來說，摩擦阻力是主要阻力，而對其數(shù)值影響最大的則是決定邊界層狀態(tài)的一些條件——雷諾數(shù)、氣流紊流度和表面粗糙度等?；谶@一原因，當雷諾過渡常數(shù)為106～107隋況下（與真實情況差2個數(shù)量級），在風(fēng)洞中進行的飛艇模型風(fēng)洞試驗就無法如實地確定實體飛艇的迎面阻力。如果采用分析計算法或有限元分析法，得到的結(jié)果則會更為精確。尤其是各阻力源的部件計算法得到了成功應(yīng)用，這一方法廣泛采用平板的摩擦阻力研究數(shù)據(jù)和飛艇的各旋轉(zhuǎn)體以及單獨部分（尾翼、吊艙、索具等）的阻力試驗研究結(jié)果。該方法估算出飛艇的迎面阻力的誤差不超過5％，但使用該方法不僅對飛行器的大型部件（艇身、尾翼、吊艙），就連小型的結(jié)構(gòu)元件（艇身設(shè)備、動力裝置、尾翼上的各類設(shè)備等）的幾何外形信息都囊括到總阻力中，這些阻力占總阻力的比例達17％～28％。在設(shè)計初期采用空氣靜力飛行器迎面阻力的設(shè)計計算法比較適宜，該方法借助在計算圖中引用平均統(tǒng)計系數(shù)的方法可以考慮到結(jié)構(gòu)上各個小元件的阻力情況。

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《現(xiàn)代飛艇設(shè)計導(dǎo)論》由國防工業(yè)出版社出版。

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