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出版者:西南交通大学出版社

作者:徐亚军

出品人:

页数:154

译者:

出版时间:2004-7

价格:17.80元

装帧:

isbn号码:9787810576727

丛书系列:

图书标签:

• 航空
• 电子
• 民航
• 还好
• 航空电子设备
• 航空航天
• 电子工程
• 飞行控制
• 导航系统
• 雷达系统
• 通信系统
• 传感器
• 嵌入式系统
• 测试与维护

航天动力系统与推进技术：面向未来深空探索的挑战与机遇 图书简介 本书系统深入地探讨了航天动力系统的设计、分析、制造与未来发展趋势，重点聚焦于当前及未来深空探测任务所面临的核心挑战与创新机遇。全书内容翔实，理论基础与工程实践紧密结合，旨在为航天工程领域的研究人员、工程师以及相关专业的高年级学生提供一本全面、前沿的技术参考手册。 第一部分：传统化学推进系统的高效化与可靠性提升 本部分首先回顾了高性能液体火箭发动机（LRE）和固体火箭发动机（SRM）的基本原理、热力学基础和关键性能指标。重点分析了高能密度推进剂（如高浓度过氧化氢、肼类替代品及复合推进剂）在提高比冲和降低环境影响方面的最新进展。 先进燃烧室设计与气动热分析： 详细阐述了再生冷却、膜式冷却等先进热管理技术的应用，结合计算流体力学（CFD）仿真方法，探讨了在超高热流密度条件下，如何优化燃烧室结构以保证材料的服役寿命和工作稳定性。特别分析了贫油燃烧模式对氮氧化物（NOx）排放的控制效果。 高性能涡轮泵组技术： 涡轮泵作为液体火箭发动机的心脏，其可靠性直接决定了发动机的整体性能。本书深入剖析了高速轴承技术、叶轮水力学优化设计、以及叶盘的疲劳寿命预测模型。讨论了在极端工况下，如何通过先进的材料和制造工艺（如增材制造）来提升涡轮泵的功率密度和抗汽蚀能力。 固体火箭发动机的推力矢量控制（TVC）与安全保障： 针对固体发动机的不可逆性，本书介绍了先进的喷口偏转机构设计，如柔性喷管和独立作动器系统。此外，详述了推进剂浇铸、固化过程中的缺陷检测技术（如超声波扫描），以及在储存和发射阶段确保系统零故障的安全监控策略。 第二部分：电推进技术：通往行星际空间的关键桥梁 电推进系统因其极高的比冲特性，已成为实现长期、高效率深空探测任务的首选方案。本部分全面覆盖了当前主流的电推进技术，并对下一代高功率系统进行了展望。 霍尔电推力器（HETs）的性能优化： 深入剖析了磁场结构设计对等离子体约束效率的影响。重点讨论了新型钝化阴极技术在延长工作寿命方面的突破，特别是针对高功率密度运行带来的材料烧蚀和离子轰击问题的解决方案。分析了通道材料（如陶瓷和复合材料）的选择对推力器寿命的决定性作用。 离子推力器的新进展： 详细介绍了栅格离子推力器（Gridded Ion Thrusters）的最新发展，包括采用非对称栅格设计以抑制栅格穿透和电荷堆积。对更高功率（大于10kW）离子推力器的热管理和电源电子学设计进行了专题论述，强调了系统集成度和重量比的优化。 新型电推进概念： 探讨了脉冲等离子体推力器（PPT）、磁等离子体动力学推力器（MPD）以及变参数推力器（VASIMR）等前沿概念。重点分析了这些系统在大规模行星际运输任务中实现高推力与高比冲平衡的可能性与工程化障碍。 第三部分：核动力与先进概念推进：探索太阳系边缘的未来动力 要实现载人登陆火星甚至更远的深空目标，必须依赖远超化学和现有电推进技术的能量密度。本部分着眼于变革性的核动力推进技术。 核热火箭（NTR）系统设计与安全： 详尽阐述了基于固态燃料元件（如碳化铀或复合材料）的核反应堆设计原理，以及液氢作为工质的热交换效率优化。本书着重分析了核火箭系统的“快速部署”与“任务返回”过程中的辐射屏蔽设计、停堆与重启程序，以及地面试验的安全规范。 核电推进（NEP）的系统集成： 讨论了如何将高功率核反应堆与大规模电推进阵列有效集成。分析了兆瓦级核反应堆的散热技术，特别是针对真空环境下的高效热辐射器设计。阐述了如何通过先进的电源管理系统，实现对多台高功率离子推力器的动态负载分配。 突破性概念：聚变推进与反物质推进的理论基础： 虽然仍处于基础研究阶段，但本书仍对其进行了审慎的探讨。重点分析了磁约束聚变反应堆（如仿星器或托卡马克构型）在航天应用中的能量输出潜力，以及如何设计磁喷嘴实现工质的高效排气。对于反物质推进，则聚焦于其存储、生成效率和潜在的能量转换机制。 第四部分：推进系统集成、测试与验证 现代航天推进系统是一个高度复杂的机电热耦合系统。本部分关注如何确保这些系统的可靠性、适应性和全寿命周期管理。 推进系统环境适应性与可靠性工程： 深入研究了推进剂在长期低温储存条件下的化学稳定性、材料相容性测试方法，以及高真空、高辐射环境对电子控制单元（ECU）的影响。阐述了基于马尔可夫链和贝叶斯网络的推进系统故障预测与健康管理（PHM）技术。 地面测试设施与超高真空环境模拟： 详细介绍了用于测试大推力化学发动机和高功率电推力器的真空室设计、真空度维持技术（如分子泵阵列）以及等离子体诊断手段。讨论了如何通过地面测试精确模拟深空环境下的热边界条件和离子流特性。 在轨验证与自主操作： 探讨了面向未来无人与载人深空任务，推进系统所需的自主诊断、故障隔离和恢复能力。分析了基于人工智能的推进参数自适应调整策略，以应对任务中不可预知的环境扰动。 本书的价值在于，它超越了单一推进类型的局限，以系统工程的视角，审视了未来几十年内人类探索深空所需的所有动力学解决方案，是理解下一代航天运输工具核心技术的必备参考书。

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这本书的排版和资料引用给我留下了非常深刻的印象。它的索引做得非常细致，每当我想快速查阅某个特定的电磁兼容性（EMC）标准或某个特定接口协议时，都能迅速定位。阅读体验上，虽然内容技术性很强，但作者似乎时刻在提醒读者保持对“安全”的敬畏。例如，在讲解冗余架构设计时，它会反复强调“失效安全”（Fail-Safe）和“故障容忍”（Fault-Tolerant）的区别，并通过具体的飞行事故案例来佐证冗余通道设计中的“常见原因失效”（Common Cause Failure）防范措施有多么关键。这种对安全裕度的执着，是航空电子设备区别于其他领域电子设备的本质特征。我发现，即便是我以前接触过一些相关的航空资料，这本书依然能提供更深层次的、关于系统认证和适航性取证过程的背景知识，这让整体知识体系更加完整，不再是零散的设备知识堆砌。

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这本《航空电子设备》的封面设计简洁大气，予人一种专业而信赖的感觉。拿到书时，我首先被其厚重感所吸引，这显然是一部内容详实、用料扎实的著作。初翻几页，我发现作者在叙述复杂概念时，并没有采用那种晦涩难懂的学术腔调，而是巧妙地运用了大量的图示和直观的类比，这对于我这样并非科班出身、但对航空技术充满好奇的业余爱好者来说，简直是福音。例如，在解释惯性导航系统（INS）的工作原理时，书中配的那张三维坐标系的动态分解图，一下子就将原本抽象的向量运算具象化了。我特别欣赏它在介绍传感器技术时的深度，比如对激光陀螺和光纤陀螺的性能对比分析，不仅列出了关键参数，还结合实际飞行场景分析了各自的优缺点，这远超我预期中的基础介绍。而且，书中对于电子战支援系统（ESM）和敌我识别（IFF）系统的交叉讲解，也体现了作者对现代航空电子系统集成性的深刻理解。这本书无疑为建立一个扎实的、宏观的航空电子知识框架打下了坚实的基础，让复杂的航电世界变得触手可及。

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坦白说，我最初是抱着找一本快速入门手册的心态来读《航空电子设备》的，但很快我意识到，这是一部需要反复研读的工具书。它最可贵的一点，在于对新兴技术的预见性和包容性。书中关于无人机（UAV）遥控链（C2 Link）的特殊挑战，以及在高超音速飞行器中应对极端环境（如等离子体黑障）对通信系统的影响的探讨，让我看到了作者对行业未来趋势的密切关注。这些章节虽然篇幅不算最长，但提供了极具前瞻性的视角，远远超越了传统民航或军用飞机的范畴。对于想要从事航空电子系统集成或未来技术研发的人来说，这本书提供了一个绝佳的知识基准线——你必须掌握这些经典内容，才能在此基础上进行创新。它不提供简单的“怎么做”，而是详尽解释“为什么是这样做的”，这才是真正有价值的学习路径。

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说实话，我原本以为这会是一本枯燥的教科书，充满了公式和规范引用，但《航空电子设备》展现出了远超预期的“实用主义”色彩。我最感兴趣的是其中关于飞行显示系统和人机交互（HMI）的部分。作者非常细致地梳理了从传统的仪表盘到现代平视显示器（HUD）和多功能显示器（MFD）的演进脉络，尤其是在讨论合成视觉（Synthetic Vision）技术时，深入探讨了如何平衡信息密度与飞行员认知负荷。书中对“玻璃座舱”的功耗管理和故障诊断流程的描述，简直是现场工程师的实战手册。我记得有一章专门讲了数据总线技术，从ARINC 429到飞速发展的以太网（AFDX），作者不仅解释了协议结构，还用案例说明了数据延迟和冗余设计在安全关键系统中的重要性。这使得我不仅“知道”了这些设备存在，更能“理解”它们如何在高压环境下协同工作，而不是孤立地存在于图纸之上。这种从原理到应用的无缝衔接，让阅读过程充满了“茅塞顿开”的惊喜。

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我对这本书的专业深度感到由衷的敬佩，特别是它对雷达系统处理链的剖析，简直是教科书级别的严谨。它并没有满足于简单介绍机载火控雷达的基本波束形成原理，而是深入剖析了合成孔径雷达（SAR）的数据采集与图像重建过程，包括距离单元的划分和方位向的聚焦算法。对于那些涉及到信号处理和嵌入式计算的部分，作者的处理方式非常高明——先给出核心概念，然后立即引入实际的FPGA或DSP实现挑战。这对我理解为什么现代航电系统需要如此庞大的计算资源至关重要。此外，书中关于导航精度和漂移误差的讨论，也极其透彻，它不仅量化了GPS/GLONASS/北斗多系统融合的优势，还详细解释了如何通过卡尔曼滤波来抑制大气干扰和多路径效应，确保在复杂电磁环境下测位的准确性。这本书绝对不仅仅是“介绍”了设备，更是在“解剖”其背后的数学模型和工程权衡。

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