飞行器环境控制与安全救生

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出版者:北京航空航天大学出版社
作者:朱春玲
出品人:
页数:472
译者:
出版时间:2006-9
价格:42.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810777599
丛书系列:国防科工委“十五”规划教材
图书标签:
  • 航空专业书籍
  • 飞行器
  • 环境控制
  • 安全
  • 救生
  • 航空
  • 航天
  • 生命保障
  • 应急
  • 设备
  • 系统
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具体描述

本书较系统和较完整地阐述了飞行器环境控制系统的基本原理、基本组成以及基本设计和计算方法,力求体现近年来相关领域的一些新概念、新理论、新方法和新设备,以满足航空航天领域人才培养、科学研究和产品研制的需要。为帮助读者更好地理解和应用书中的内容,每章都配有一定数量的思考题与习题。全书采用国际单位制,对有些数据还标注了工程单位。

《航空发动机设计原理与应用》 内容简介: 本书系统阐述了现代航空发动机的基本原理、设计方法、关键技术及其在航空航天领域的广泛应用。全书共分十六章,内容涵盖了从空气动力学基础到先进燃烧室技术,再到复杂的热力学循环分析等多个核心领域。本书旨在为航空航天工程、机械工程及相关专业的学生、研究人员和工程技术人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的教材或参考手册。 第一部分:基础理论与循环分析 第一章 航空发动机概述与发展历程: 本章首先界定了航空发动机的基本概念、分类(如涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、冲压发动机等)及其在现代飞行器中的核心地位。随后,追溯了喷气推进技术从早期理论萌芽到现代高性能发动机的演进脉络,重点分析了不同历史时期技术瓶颈的突破及其对发动机性能提升的决定性影响。同时,对未来发动机的发展趋势,如高涵道比、混合翼身融合、智能控制等进行了展望。 第二章 气体动力学基础: 深入探讨了高速气流动的基本规律,包括可压缩流动的基本方程、激波理论、膨胀波理论及其在喷气流加速过程中的应用。详细分析了等熵流、非等熵流动的特点,以及气流在不同截面(如收敛-扩张喷管)中的行为。本章还引入了粘性效应和边界层理论,解释了气动损失的来源及其在发动机内部流动设计中的重要性。 第三章 热力学循环分析: 本章是发动机性能分析的基石。详细剖析了理想布雷顿循环、实际布雷顿循环的特性,并引入了考虑部件效率、压力损失后的真实循环分析方法。重点讨论了影响发动机推力、耗油率(SFC)和热效率的关键参数——涡轮前温度(TET)、总压比和涵道比。通过对比不同发动机布局(如双轴、三轴)的循环特性,指导读者理解如何通过优化循环参数来匹配特定飞行任务的需求。 第二章 进气道设计与流动控制: 进气道是发动机吸入稳定、均匀气流的关键环节。本章详细介绍了亚音速、跨音速和超音速进气道的设计原理和几何构型。内容包括激波控制技术、边界层隔道技术、以及在复杂机动(如大迎角、侧滑)下如何保持气流稳定性的方法。深入探讨了可调节几何结构进气道的设计,以及如何利用CFD(计算流体力学)工具优化进气道形状以降低总压损失和改善流动均匀性。 第二部分:核心部件设计与优化 第五章 压气机原理与设计: 压气机是决定发动机效率和压比的核心部件。本章首先介绍了轴流式和离心式压气机的结构与工作原理,并重点分析了轴流式多级压气机的叶片设计。内容包括叶型选择、级的设计参数(如级压缩比、叶尖速度)、以及气动不稳定现象(如喘振、叶片松弛振动)的机理与防止措施。详细介绍了二维和三维压气机叶栅理论,以及如何通过三维流动控制技术(如变倾角导流叶片)来拓宽工作范围。 第六章 燃烧室设计与燃烧理论: 燃烧室负责燃料的稳定、高效燃烧,并将化学能转化为热能。本章系统阐述了航空燃油的燃烧特性、火焰稳定机理和污染物生成机制。重点介绍了环形、对置式和罐筒式燃烧室的结构特点。深入分析了掺混流、贫油预混燃烧等先进燃烧技术,并讨论了如何通过优化气流组织来满足不同工况下(起飞、巡航)的燃烧效率和排放要求。 第七章 涡轮的设计与气动热力学: 涡轮从高温燃气中提取能量驱动压气机和其他附件。本章阐述了高压涡轮和低压涡轮的工作特性。内容包括涡轮动叶和静叶的气动设计,重点关注高温合金材料下的气动热载荷分析。详细探讨了叶片冷却技术(如气膜冷却、冲击冷却)的原理和效率评估,以及气流在涡轮通道中的三维粘性流动效应。 第八章 尾喷管设计与推力矢量控制: 尾喷管负责将高温燃气加速至所需速度以产生推力。本章分析了定形喷管和可调收敛-扩张喷管的设计。重点讨论了超音速流动在喷管内的膨胀和加速过程,以及如何通过喷管设计来优化巡航推力和低速性能的平衡。对于先进战斗机,本章还专门讲解了二维和三维推力矢量控制系统的基本原理、机构和控制律。 第三部分:结构、材料与系统集成 第九章 涡轮叶片的结构完整性与寿命评估: 涡轮叶片工作在极端的温度和载荷环境中,其结构安全至关重要。本章详细介绍了叶片在高温下的蠕变、疲劳和氧化腐蚀机制。内容包括先进的单晶高温合金、陶瓷基复合材料(CMCs)的应用。重点阐述了基于损伤容限的设计理念,以及如何利用有限元分析(FEA)和先进的无损检测技术来评估叶片的剩余寿命。 第十章 航空发动机的润滑、密封与冷却系统: 阐述了发动机内部复杂流体系统的设计要求。润滑系统需要保证轴承的可靠运行,本章分析了油液选择、油路设计和油温控制。密封技术,如迷宫密封、梳齿密封,对减少漏气损失至关重要,本章对其效率进行了详细建模。冷却系统(包括空气冷却、油冷却)的设计与热平衡分析是保证高温部件寿命的关键。 第十一章 发动机的装配、测试与地面运行: 介绍了现代航空发动机的装配工艺,包括公差配合、间隙控制和关键部件的对中性要求。详细描述了发动机的地面性能测试规程、数据采集系统以及性能评估方法。探讨了发动机在地面运行中可能遇到的异物损伤(FOD)、结冰等问题及其应对措施。 第十二章 涡轮风扇发动机的特殊设计: 聚焦于高涵道比涡轮风扇发动机的设计特点,包括风扇叶片的跨音速设计、宽弦空心叶片制造技术、以及外涵道流动与核心机的匹配问题。分析了风扇气流分离的抑制、风扇振动控制以及风扇转子的动平衡技术。 第十三章 变循环与自适应发动机概念: 介绍了为适应未来超高音速飞行和全包线优化需求而提出的变循环发动机技术。包括通过改变旁通比、增加或减少循环部件来适应不同飞行马赫数的先进概念,如三流道发动机和集成式动力系统(IDP)的初步探讨。 第四部分:控制、诊断与未来展望 第十四章 燃气轮机控制系统: 详细介绍了发动机的全权限数字电子控制系统(FADEC)的架构、传感器配置和执行器接口。重点分析了稳定工作区间控制、起飞推力限制、减速和起动过程中的控制策略。探讨了控制系统的故障诊断、冗余设计和安全保护逻辑。 第十五章 性能监测与状态健康管理(PHM): 阐述了如何通过实时监测发动机的关键参数(温度、压力、振动、油液质量)来评估其健康状况。介绍了先进的基于模型的性能偏离检测(PPDM)技术,以及如何利用机器学习和大数据分析来预测部件寿命和计划维护,从而实现主动式的发动机健康管理。 第十六章 航空发动机的噪声与排放控制: 分析了发动机主要的噪声源(风扇噪声、喷流噪声、压气机噪声)的产生机理。探讨了降低噪声的设计措施,如风扇叶片的气动优化、导流罩的吸音处理。同时,针对国际民航组织(ICAO)的严格排放标准,深入分析了低 NOx 燃烧室的设计策略,如富油-贫油燃烧(RQL)技术的改进方向。 全书内容紧密结合现代工程实践,配有大量工程实例和详细的数学模型,是理解和从事高性能航空发动机研发的必备工具书。

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《飞行器环境控制与安全救生》这个书名,让我对航空航天领域中那些关乎生死存亡的关键技术产生了浓厚的兴趣。从“环境控制”这个词,我首先想到的是飞行器内部的微气候,这是一个多么复杂而精密的系统。想象一下,在一万米的高空,外界温度可能低至零下几十摄氏度,空气稀薄,气压极低,而在飞行器内部,却能够保持一个恒定的、适宜人类生存的温度和气压。这本书,我想必定会深入浅出地阐述这一过程,它可能涉及到了空气循环系统、温度调节系统、湿度控制系统,甚至是对空气成分的精细调控,比如氧气和二氧化碳的比例。这些系统是如何工作的?它们需要哪些关键的部件,例如压缩机、加热器、过滤器、传感器等等?它们又是如何协同工作的,以应对飞行器在不同高度、不同速度、不同气候条件下遇到的各种挑战?此外,我还想到,飞行器内部的环境控制,不仅仅是为了舒适,更关乎到乘客的健康,以及飞行员的专注力和反应能力。任何一个环节的疏忽,都可能引发严重的后果。因此,我对这本书中关于环境控制技术的详细介绍,充满了期待,我相信它会让我对这项“隐形”的伟大工程有更深刻的认识。

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《飞行器环境控制与安全救生》这个书名,让我立刻联想到了航空工业中最核心、也最令人神往的两个技术领域。首先,“环境控制”这个词,在我看来,不仅仅是关于温度和湿度的调节,它更包含了对一个封闭、高压、高速运行系统内部一切可能影响生命和设备运行的因素的全面管理。想象一下,当飞行器以接近音速的速度在万米高空巡航时,外部的空气稀薄且寒冷,然而在机舱内部,却是一个独立的小世界,它需要提供稳定的气压,适宜的氧气含量,以及令人舒适的温度。这背后,必定是一套极其复杂的系统,它可能涉及到高效的空气循环、精密的温度传感器和执行器、高效的制冷和加热装置,甚至是对空气中污染物和有害气体的过滤。这本书,我想必定会详细阐述这些系统的工作原理,它们是如何通过各种传感器和控制算法,实时监测并调整舱内环境,以适应飞行器在不同高度、不同速度、不同载荷下的变化。我特别期待了解,这些系统是如何处理高空低压带来的挑战,以及如何在高负荷飞行时,有效地散发由空气摩擦和设备运行产生的热量。这不仅仅是舒适的追求,更是确保飞行安全和效能的基础。

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这本《飞行器环境控制与安全救生》的书籍,尽管我尚未有机会亲自翻阅其具体内容,但仅从书名本身所蕴含的专业性和时代意义,便足以勾勒出一幅波澜壮阔的技术画卷。在我看来,飞行器,无论是翱翔于蓝天的客机、巡航于高空的战斗机,亦或是探索未知宇宙的航天器,其最为核心的生存要素便是为内部人员提供一个安全、舒适且功能完备的环境。环境控制系统,顾名思义,必然囊括了温度、湿度、气压、空气成分乃至氧气供应等一系列至关重要的参数的调节与维持。想象一下,在万米高空,外界温度可能早已低于零下几十摄氏度,气压也骤降至不足以维持生命,而飞机内部却能通过精密的系统,将温度稳定在令人愉悦的二十几度,并将空气成分模拟成我们熟悉的陆地环境,这本身就是一项了不起的工程壮举。更不用说,在高速度飞行过程中,空气摩擦产生的热量,以及飞机在不同高度和区域飞行时遭遇的特殊大气条件,都需要环境控制系统进行主动、高效的应对。这种对物理条件的极致掌控,是保障飞行任务顺利进行,乃至每一位乘客生命安全的第一道防线。它不仅仅关乎舒适度,更直接关系到人体的生理极限和思维的敏锐度,任何一个环节的疏忽都可能导致灾难性的后果。因此,这本科幻色彩浓厚的书名,实质上揭示了航空航天领域中最基础、最复杂也最不可或缺的技术挑战之一,其背后所涉及的空气动力学、热力学、材料科学、控制工程以及生命科学等多个学科的交叉融合,无疑是人类智慧的结晶。

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当我看到“飞行器环境控制与安全救生”这个书名时,我立刻联想到的是那些在高空和高速飞行中,那些看不见摸不着的风险,以及如何通过精密的工程技术来规避这些风险。《飞行器环境控制与安全救生》这本书,似乎将我带入了一个充满挑战和智慧的世界。我能够想象,在严寒的极地之上,或者炙热的赤道区域,飞行器内部必须维持一个恒定的、舒适的温度,这不仅仅是为了让乘客感到舒适,更是为了保证电子设备正常运转,以及飞行员能够保持最佳的生理和心理状态。这本书中,我想必定会详细阐述温度控制系统是如何工作的,它涉及到哪些关键部件,比如空调系统、加热系统、制冷系统,以及它们是如何协同工作的,如何根据外部环境和内部负荷的变化,进行实时的调节。此外,在高海拔飞行时,空气稀薄,氧气含量不足,这对乘客和飞行员的呼吸都构成了威胁。因此,对座舱气压和氧气浓度的控制,就显得尤为重要。这本书,应该会深入探讨增压系统的工作原理,以及如何保证在不同飞行高度,座舱内的气压始终维持在一个安全的范围内,确保机组人员和乘客的正常呼吸。这些看似简单的人体生理需求,在高空飞行这样一个极端环境中,却需要极其复杂的工程技术来满足,这本身就充满了引人入胜的科学魅力。

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“安全救生”这个词组,则将我从对飞行器内部环境的思考,引向了更为惊心动魄的场景。在浩瀚的天空中,任何微小的故障都可能被放大成危及生命的重大事故。而当不幸真的发生时,一套高效、可靠的救生系统就成为了最后的生命保障。我脑海中立刻浮现出各种紧急情况下的画面:客机在遭遇恶劣天气或突发故障时,乘客如何在飞行员的指挥下,迅速有序地撤离;战斗机飞行员在遭受重创时,如何利用弹射座椅,安全地离开即将坠毁的座舱;甚至是在太空探索任务中,宇航员面对可能出现的失压、火灾或设备故障,如何依靠特制的救生设备,争取生存的希望。《飞行器环境控制与安全救生》这本书,想必会深入剖析这些救生系统的设计原理、工作流程以及在极端条件下的表现。它会详细介绍各种救生设备,例如降落伞、救生衣、应急氧气瓶、灭火装置、甚至可能是更为先进的个人生存舱或逃生装置。这些设备的设计,不仅要考虑其本身的可靠性,还要兼顾轻便性、易操作性,以及在复杂环境下的适应性。例如,一个弹射座椅的设计,需要在极短的时间内,以极大的加速度将飞行员送离危险区域,同时还要保护其免受过载和冲击的伤害,这其中蕴含着多少力学和工程学的智慧!同样,在水上迫降时,救生衣的充气速度、浮力以及救生艇的快速部署,都直接关系到幸存者的生命。这本书,应该就是对这些生死攸关技术的系统梳理和深度解读,它不仅仅是技术手册,更是对生命尊严的有力捍卫。

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而“安全救生”这个词组,则立刻将我的想象带到了那些最惊心动魄的时刻。在航空领域,风险始终如影随形,因此,一套完善的救生系统,是保障生命安全不可或缺的最后一道屏障。《飞行器环境控制与安全救生》这本书,我想必定会深入剖析这些救生技术的方方面面。我脑海中立刻浮现出各种场景:客机在紧急迫降时,乘客如何有序地使用充气滑梯逃生;战斗机飞行员在座舱被击毁时,如何依靠弹射座椅瞬间脱离危险;甚至是在太空探索中,宇航员如何利用个人逃生设备,应对失压或火灾等突发情况。这本书,我想必定会详尽地介绍这些救生设备的种类、设计原理、工作流程以及在各种极端条件下的性能表现。它可能会涉及降落伞的空气动力学设计,救生筏的快速充气技术,以及战斗机弹射座椅的缓冲和稳定技术。我相信,通过阅读这本书,我将能够更深入地理解,在那些决定生死的瞬间,人类是如何利用科技的力量,为生命筑起一道坚实的屏障。这些技术,不仅仅是冰冷的机械原理,更是对生命的热切关注和不懈追求的体现。

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而“安全救生”则将我的注意力引向了更为惊心动魄的层面——如何在不幸发生时,最大限度地保障生命。这本书,我想必定会详细阐述那些在紧急情况下,能够挽救生命的各种技术和设备。我脑海中立刻浮现出各种画面:客机在进行紧急迫降时,乘客们如何使用充气滑梯安全地撤离;战斗机飞行员在遭受攻击时,如何依靠弹射座椅,以极高的速度离开燃烧的座舱;甚至是在极端天气下,搜救人员如何依靠先进的定位和通信设备,找到失事的飞行器和幸存者。这本书,我想必定会深入解析这些救生系统的设计理念、工作原理、材料选择以及在不同场景下的应用。它可能会详细介绍降落伞的种类和展开机制,救生筏的结构和内部生存装备,以及弹射座椅的减震和导引技术。我相信,通过阅读这本书,我将能更深刻地体会到,在航空航天领域,每一个看似微小的技术细节,都可能在关键时刻扮演着决定生命的重要角色。这些技术,不仅是工程学的奇迹,更是人类对生命价值的最高承诺。

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“安全救生”这个词组,则将我的思绪引向了更为惊心动魄的境地。每一次飞行,都伴随着潜在的风险,而如何最大限度地保障生命安全,是航空航天工程永恒的主题。我很好奇,《飞行器环境控制与安全救生》这本书,将会如何揭示那些在紧急情况下,能够将生命从死亡边缘拉回来的关键技术。《飞行器环境控制与安全救生》这本书,我想必定会详细介绍各种救生设备,例如,在水上迫降时,如何快速有效地部署救生艇,以及这些救生艇内部的生存装备,如应急食品、饮用水、医疗包、信号装置等等,它们是如何设计的,才能在恶劣的海洋环境中为幸存者提供生存保障。而在陆地上,尤其是在偏远或地形复杂的地区,跳伞或弹射座椅的应用,又需要怎样的技术支持?我脑海中浮现出战斗机飞行员在危急时刻,果断按下按钮,弹射座椅瞬间将其送离火海的画面,这背后是怎样的精密计算和机械结构?这本书,我想必定会深入剖析这些救生系统的核心技术,例如,降落伞的展开机制、缓冲装置的减震原理,以及各种通信和定位系统在搜救过程中的作用。这些技术,不仅仅是冰冷的机械原理,更是对生命的珍视和对技术的极致追求,它们共同构建了一道道生命的安全网,守护着每一位在蓝天之上的人。

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而“安全救生”这个词组,则将我的思绪引向了更为严峻和激动人心的层面。在航空航天领域,安全是永恒的主题,而救生,则是安全保障的最后一道防线。当飞行器遭遇不可预知的危险时,一套完善的救生系统,能够最大程度地保障机上人员的生命安全。这本书,我想必定会详尽地介绍各种救生设备,比如,在紧急迫降时,降落伞是如何工作的?它们是如何在极短的时间内展开,并承受巨大的冲击力,将乘客安全地带到地面?还有,在水上迫降时,救生筏是如何快速充气的?救生衣又如何在冰冷的海水中提供足够的浮力?更不用说,战斗机上的弹射座椅,它需要在瞬息之间,将飞行员以极高的速度送离爆炸的飞机,这其中蕴含了多少精密的力学和工程学知识?这本书,我想必定会深入剖析这些救生系统的设计理念、工作原理、测试方法,以及在各种极端条件下的可靠性验证。我相信,通过阅读这本书,我将能够更清晰地了解到,在那些惊心动魄的瞬间,那些保障生命的技术是如何发挥作用的,它们是人类智慧和勇气的结晶,更是对生命尊严的无声呐喊。

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《飞行器环境控制与安全救生》这个书名,在我脑海中勾勒出了一幅关于航空航天领域最基础、也最关键的技术图景。首先,“环境控制”这个部分,我理解为是围绕着如何为飞行器内部的人员和设备创造一个稳定、适宜的生存和运行空间。想想看,在万米高空,外界的环境是多么的严酷:极低的温度、极低的空气压力、极低的氧气含量。而飞行器内部,却需要维持一个类似地球海平面上的环境,这本身就是一项了不起的工程。这本书,我想必定会深入探讨这个庞大而精密的系统,它可能涉及到了空气动力学、热力学、流体力学以及材料科学等多个领域的知识。我会期待了解,飞行器是如何通过复杂的管路、风扇、加热器、冷却器、增压器和过滤器等部件,来精确控制座舱内的温度、湿度、气压以及空气成分的。更重要的是,这些系统如何在飞行器穿越不同的大气层、经历不同的飞行速度和高度变化时,都能保持稳定和高效。这种对“内部世界”的精细管理,是保障每一次飞行安全顺畅的基石。

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