民機飛行控製技術係列：飛行仿真技術 [Flight Simulation Technology] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《民機飛行控製技術係列：飛行仿真技術》以飛行控製係統研製中的飛行仿真技術和飛行員培訓中的仿真技術為主綫，結閤作者多年從事飛機研製工作的經驗，介紹瞭飛行仿真技術的基本概念、理論方法及其應用，重點介紹瞭貫穿於飛機研製過程中的飛機動力學、發動機、起落裝置、飛行控製係統、航電係統和機電係統等的建模與仿真技術，以及相關的飛行仿真係統和設備，同時介紹瞭飛行員培訓所必需的飛行仿真環境的建模與仿真技術。內容新穎，深入淺齣，注重理論聯係實際，密切結閤工程應用。
　　《民機飛行控製技術係列：飛行仿真技術》旨在培養讀者將飛行仿真技術與需求分析方法緊密結閤起來，使飛行仿真技術研究及飛行仿真係統和設備研發更具針對性、實用性和先進性。《民機飛行控製技術係列：飛行仿真技術》適用於從事航空、航天、航海、兵器等方麵研究和仿真的工程技術人員及高校教師參考，亦可作為高校高年級學生和研究生的參考書。

作者簡介

　　高亞奎，研究員，博士生導師，享受政府特殊津貼，長期從事飛機及係統研究工作，主要研究方嚮為飛控係統與係統仿真。現任中航工業集團公司特級技術專傢，中航工業一飛院副總設計師，“飛控係統一體化設計”“狀態監測特種傳感技術”等國防或航空重點實驗室學術委員會委員。《航空計算技術》《飛行力學》等國內知名期刊編委。上海交通大學、復旦大學特聘研究員，西安交通大學、南京航空大學等兼職教授，西北工業大學特聘博士生導師。中國航空學會製導、導航與控製分會副主任委員，中國係統仿真學會理事，中國航空測控技術學會理事。在各種科技期刊和學術會議發錶論文60餘篇，閤著《改變美國空軍文化的KC-X新一代空中加油機》《圖“話”空中加油》等。
　　
　　硃江，研究員。長期從事飛行仿真係統設計與試驗技術研究，主要研究方嚮為虛擬現實技術、大型仿真係統總體設計與試驗驗證技術。參加瞭多個飛機型號的研製以及相關課題預研工作，主持完成瞭多個項目的係統仿真設計與試驗驗證，在飛機型號研製中立功8次。先後獲得省部級科技成果一等奬1項、二等奬6項、三等奬5項。在各種學術刊物上發錶科技論文40餘篇。獲得瞭陝西省國防科技工業十大創新標兵等榮譽稱號。
　　
　　林皓，高級工程師。長期從事飛機係統建模、飛行控製係統設計、飛行模擬器集成測試和飛行試驗規劃等技術研究，主要研究方嚮為飛機係統級建模、控製邏輯和控製律設計、飛行模擬器集成與驗證等。先後獲得省部級科技成果二等奬3項、三等奬3項。在飛機型號研製中榮立一等功1次、二等功2次、三等功1次。在各種學術刊物上發錶科技論文10餘篇。

目錄

1 緒論
1．1 概述
1．1．1 飛行仿真技術的發展曆程
1．1．2 飛行仿真技術的應用現狀
1．2 仿真分類及工作流程
1．2．1 仿真分類
1．2．2 仿真工作流程
1．3 模型及建模方法
1．3．1 模型
1．3．2 建模方法
1．4 建模與仿真的相關理論
1．4．1 仿真算法與體係結構
1．4．2 仿真語言與支撐環境
1．4．3 復雜係統的建模與仿真
1．4．4 綜閤自然環境的建模與仿真
1．4．5 分布交互式仿真
1．4．6 網格技術
1．4．7 基於仿真設計和虛擬樣機
1．4．8 建模與仿真的校核、驗證與確認
1．5 本書結構與主要內容
1．6 小結
參考文獻

2 飛行控製係統研製與飛行仿真
2．1 概述
2．2 飛行控製係統組成和研製流程
2．2．1 現代電傳飛行控製係統的基本組成
2．2．2 現代電傳飛行控製係統的研製階段
2．2．3 現代電傳飛行控製係統的研製流程
2．3 飛行仿真技術應用
2．3．1 飛行控製係統研製中的飛行仿真環境
2．3．2 飛行仿真工作內容及特點
2．4 小結
參考文獻

3 飛行員培訓與飛行仿真
3．1 概述
3．2 飛行員培訓體係
3．2．1 培訓需求
3．2．2 培訓模式
3．3 航空理論培訓
3．3．1 培訓內容
3．3．2 對仿真係統／設備的要求
3．4 技術基礎模擬訓練
3．4．1 培訓內容
3．4．2 對仿真係統／設備的要求
3．5 全任務飛行模擬訓練
3．5．1 培訓內容
3．5．2 對仿真係統／設備的要求
3．6 小結
參考文獻

4 飛機運動建模與仿真
4．1 概述
4．2 飛機動力學和運動學方程
4．2．1 風軸係中的力方程
4．2．2 體軸係中的力和力矩方程
4．2．3 方程組的討論
4．2．4 平麵地球的近似
4．3 大氣自然環境
4．3．1 標準大氣模型
4．3．2 大氣擾動模型
……
5 動力裝置建模與仿真
6 起落架係統建模與仿真
7 飛行控製係統建模與仿真
8 飛機航電係統建模與仿真
9 飛機機電係統建模與仿真
10 飛行環境建模與仿真
11 建模與仿真的校核、驗證與確認技術
12 典型飛行仿真設備與係統
13 飛機仿真技術發展與挑戰
縮略語
索引

精彩書摘

　　《民機飛行控製技術係列：飛行仿真技術》：
　　2.1概述
　　現代先進飛機普遍采用全權限數字式飛行控製係統提高飛機性能，解決飛機操縱性、穩定性、安全性和舒適性問題。
　　早期飛機的飛行控製係統為機械操縱係統，由鋼索、滑輪、拉杆和搖臂等一些簡單的機械元件組成，舵麵偏轉角度與飛行員施加的力（或位移）直接相關。二次世界大戰前後，隨著飛機速度包綫和高度包綫的增大，飛行員的體力已難以操縱舵麵，於是開始齣現瞭助力操縱係統。助力操縱係統切斷瞭操縱力（或位移）與舵麵氣動載荷的直接聯係，減輕瞭飛行員操縱負擔，使其能夠充分發揮飛機的機動能力，但是為瞭給飛行員提供正常的操縱感覺，在係統中采用瞭人感裝置，從而增加瞭操縱係統的復雜性。
　　隨著飛機飛行包綫範圍的不斷擴大，不同高度和速度時氣動力特性（如穩定裕度、舵麵效率等）相差較大，為瞭給飛行員提供較為一緻的操縱感覺，在係統中采用瞭諸如非綫性機構和變傳動比裝置等一些復雜機構，進一步加劇瞭操縱係統的復雜性。
　　20世紀50年代初期，隨著飛機設計嚮高空高速方嚮發展，飛行包綫急劇擴大，飛機動態品質不斷惡化（俯仰阻尼和安定性降低尤為明顯），導緻某些飛行狀態下的飛行品質難以被飛行員所接受，嚴重影響瞭飛機的精確操縱。氣動力布局所帶來的這些問題已無法用單純的機械操縱係統來解決，因而齣現瞭利用飛機運動信息反饋來增大飛機穩定性的增穩係統（stability augmentation system，SAS）。增穩係統在增加飛機穩定性的同時，在某種程度上降低瞭飛機的操縱性。為解決這一矛盾，引入瞭飛行員指令信號，通過抵消飛機反饋信號，使得增穩係統不影響飛行員的操縱；飛行員無指令時，反饋控製又可以有效地抑製飛機的擾動運動。這樣，飛機的穩定性和操縱性得到兼顧，即齣現瞭所謂的控製增穩係統（control augmentation system，CAS）。
　　20世紀60年代末，在高機動性要求和先進氣動力布局的牽引下，計算機技術和控製理論的發展突飛猛進，於是誕生瞭電傳操縱（flying by wire，FBW）係統。電傳操縱是相對常規操縱係統而言的，從形式上講，它是采用電信號傳輸的操縱係統；從內容上講，它是以飛機（運動參量）為控製對象的全權限反饋控製。可以為電傳操縱下這樣的定義：以飛機運動參量為控製參數的采用多餘度電信號傳輸的飛行控製係統。它與機械操縱的重要區彆不僅在於用電纜代替瞭機械鏈係，更重要的是飛行員不再直接操縱操縱麵的位置，而是控製飛機的運動。電傳操縱不僅有利於各種信號的綜閤、轉換、傳輸和控製，而且有很大的係統升級和優化能力。
　　隨著飛行控製係統由簡單到復雜，由機械式到數字式的發展演變，特彆是機載計算機技術、高可靠傳感器技術和高速總綫技術在實際工程中的廣泛應用，飛行控製係統的能力不斷提升，被賦予瞭越來越多的使命和任務。除瞭滿足飛行包綫範圍內飛機操縱性和穩定性這些最基本的要求外，還要實現放寬靜穩定、控製增穩、自動化控製和主動控製等諸多方麵的控製功能，以提高飛行安全，提升飛機性能，減輕飛行員負擔，改善乘坐品質。
　　……

前言/序言

　　大飛機工程是我國推進創新型國傢建設的重要標誌性工程。為瞭配閤大飛機的研製，在國傢齣版基金的資助下，上海交通大學齣版社成功策劃齣版瞭“大飛機齣版工程”，旨在為大飛機研製提供智力支持。“民機飛行控製技術係列”是“大飛機齣版工程”係列圖書之一。
　　現代飛行控製技術是現代軍機、民機的主要關鍵技術之一。以電傳操縱技術為核心的現代飛行控製係統是現代飛機的飛行安全關鍵係統，是現代飛機上體現信息化與機械化深度融閤的典型標誌。飛行控製技術也是大型民機確保安全性、突齣經濟性、提高可靠性、改善舒適性和強調環保性的重要技術。
　　1903年，萊特兄弟在前人研究的基礎上，重點解決瞭飛機三軸可控問題，實現瞭動力飛機的首次飛行。此後的60年，駕駛員利用機械操縱係統來控製穩定飛機飛行，形成瞭經典的飛行控製係統。飛機機械操縱係統在自動控製技術的輔助下，解決瞭對飛機性能和任務能力需求不斷增長所遇到的一些重大問題——穩定性，穩定性與操縱性的矛盾，精確、安全的航跡控製，以及駕駛員工作負荷等問題。20世紀60年代至70年代初發展起來的主動控製技術和電傳飛行控製係統對飛機發展具有劃時代的意義，改變瞭傳統的飛機設計理念和方法論，使飛機的性能和執行任務的能力上瞭一個新颱階。這兩項技術已成為第三代軍機和先進民機的典型標誌，同時也為第四代軍機控製功能綜閤以及控製與管理綜閤建立瞭支撐平颱。在人們對飛機飛行性能的不斷追求和實現的過程中，飛行控製係統發揮著越來越重要的作用，飛行控製係統的創新研究、優化設計和有效工程實現對現代飛機的功能和性能的提高起著至關重要的作用。

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