內容簡介
本書重點介紹航空特種設備技術相關的專業基礎知識。全書分為三篇:第一篇為飛行控制系統,第二篇為航空陀螺儀,第三篇為飛機電氣系統。
第一篇介紹飛機運動基本知識、人工飛行控制系統和自動飛行控制系統基本理論及現代飛行控制技術;第二篇介紹陀螺儀的基本特性及陀螺儀的套用,包括幾種典型陀螺儀及慣性導航系統; 第三篇介紹飛機電源系統、輸配電系統、發動機控制電氣系統和飛機機電控制系統等的基本工作原理。本書適用於航空特設專業生長幹部任職培訓學員使用,也可供從事航空機務維修保障的人員參考。
目錄
第一篇飛行控制系統
第1章飛機運動的基本知識………………………………………………………………2
1.1飛機在空間運動坐標系……………………………………………………………2
1.1.1地面坐標系Axdydzd………………………………………………………2
1.1.2機體坐標系Oxtytzt………………………………………………………2
1.1.3速度坐標系Oxqyqzq………………………………………………………3
1.2運動參數和操縱機構的參數………………………………………………………3
1.2.1飛機的姿態角……………………………………………………………3
1.2.2速度矢量與機體軸之間的關係…………………………………………4
1.2.3飛機的航跡角……………………………………………………………4
1.2.4飛機的操縱機構…………………………………………………………4
1.3飛機的氣動力………………………………………………………………………5
1.3.1飛機的升力………………………………………………………………5
1.3.2飛機的阻力………………………………………………………………6
1.4飛機的縱向運動……………………………………………………………………7
1.4.1定常水平直線飛行………………………………………………………7
1.4.2縱向靜穩定性……………………………………………………………8
1.4.3縱向運動的典型模態……………………………………………………10
1.5飛機的側向運動…………………………………………………………………11
1.5.1側向運動的靜穩定性……………………………………………………11
1.5.2側向運動的典型模態……………………………………………………12
複習思考題………………………………………………………………………………15
第2章人工飛行控制系統………………………………………………………………16
2.1阻尼器……………………………………………………………………………16
2.1.1俯仰阻尼器………………………………………………………………16
2.1.2滾轉阻尼器………………………………………………………………18
2.1.3偏航阻尼器………………………………………………………………18
2.2增穩系統…………………………………………………………………………19
2.2.1俯仰增穩系統……………………………………………………………19
2.2.2橫側增穩系統……………………………………………………………21
2.3控制增穩系統……………………………………………………………………22
2.4電傳操縱系統……………………………………………………………………23
2.4.1電傳操縱系統的提出……………………………………………………23
2.4.2電傳操縱系統的組成、工作原理和控制律……………………………24
2.4.3電傳操縱系統的作用……………………………………………………25
複習思考題………………………………………………………………………………26
第3章自動飛行控制系統………………………………………………………………27
3.1概述………………………………………………………………………………27
3.1.1自動飛行控制系統的組成………………………………………………27
3.1.2自動飛行控制系統的基本參數…………………………………………28
3.2三軸姿態控制系統………………………………………………………………29
3.2.1飛機角運動的穩定與控制………………………………………………29
3.2.2飛機縱向角運動的穩定與控制…………………………………………32
3.2.3飛機側向角運動的穩定與控制…………………………………………33
3.3自動配平系統……………………………………………………………………35
3.3.1俯仰自動桿力配平………………………………………………………36
3.3.2馬赫數配平系統…………………………………………………………36
3.4飛行軌跡控制系統………………………………………………………………36
3.4.1飛機高度的穩定與控制…………………………………………………37
3.4.2側向偏離控制系統………………………………………………………39
3.5飛行速度控制系統………………………………………………………………40
3.5.1控制速度的作用…………………………………………………………40
3.5.2速度控制系統的基本方案………………………………………………41
3.5.3飛行指引系統……………………………………………………………42
複習思考題………………………………………………………………………………43
第4章現代飛行控制技術………………………………………………………………44
4.1主動控制技術……………………………………………………………………44
4.1.1放寬靜穩定性……………………………………………………………45
4.1.2直接力控制………………………………………………………………47
4.1.3邊界控制系統……………………………………………………………50
4.1.4機動載荷控制……………………………………………………………51
4.1.5主動顫振抑制系統………………………………………………………52
4.2綜合控制與飛行管理……………………………………………………………53
4.2.1綜合飛行火力控制系統…………………………………………………53
4.2.2綜合飛行推進控制系統…………………………………………………54
4.2.3綜合飛行/火力/推進控制與戰術任務飛行管理………………………55
複習思考題………………………………………………………………………………56
第二篇航空陀螺儀
第5章陀螺儀概述………………………………………………………………………58
5.1陀螺儀的分類……………………………………………………………………58
5.2陀螺儀的結構……………………………………………………………………59
5.3陀螺儀的套用……………………………………………………………………60
5.4陀螺儀的發展……………………………………………………………………60
複習思考題………………………………………………………………………………62
第6章三自由度陀螺……………………………………………………………………63
6.1三自由度陀螺的特性……………………………………………………………63
6.1.1穩定性……………………………………………………………………63
6.1.2進動性……………………………………………………………………64
6.1.3陀螺力矩…………………………………………………………………66
6.2穩定性分析………………………………………………………………………68
6.2.1定軸性的解釋……………………………………………………………68
6.2.2章動的解釋………………………………………………………………69
6.3進動性分析………………………………………………………………………70
6.3.1動量矩定理………………………………………………………………70
6.3.2萊查定理…………………………………………………………………70
6.3.3進動性的解釋……………………………………………………………71
6.4三自由度陀螺的漂移分析………………………………………………………72
6.4.1陀螺漂移概念……………………………………………………………72
6.4.2陀螺漂移的各種因素……………………………………………………73
6.5表觀運動…………………………………………………………………………76
6.5.1陀螺在北極的表觀運動…………………………………………………76
6.5.2陀螺在赤道處的表觀運動………………………………………………77
6.5.3陀螺在任意緯度的表觀運動……………………………………………77
複習思考題………………………………………………………………………………78
第7章二自由度陀螺……………………………………………………………………79
7.1二自由度陀螺的進動……………………………………………………………79
7.2二自由度陀螺在內環軸上有外力矩時的運動…………………………………80
7.2.1基座繞x軸方向沒有轉動………………………………………………80
7.2.2基座繞x軸方向轉動……………………………………………………80
7.3二自由度陀螺的漂移分析………………………………………………………81
複習思考題………………………………………………………………………………82
第8章典型陀螺儀………………………………………………………………………83
8.1液浮陀螺儀………………………………………………………………………83
8.1.1單自由度液浮積分陀螺儀………………………………………………83
8.1.2兩自由度液浮陀螺儀……………………………………………………85
8.1.3動壓氣浮支承……………………………………………………………86
8.1.4磁力懸浮支承……………………………………………………………87
8.1.5液體懸浮支承……………………………………………………………89
8.2撓性陀螺儀………………………………………………………………………89
8.2.1撓性支承原理……………………………………………………………89
8.2.2平衡環的振盪(扭擺)運動……………………………………………91
8.2.3動力調諧過程……………………………………………………………92
8.2.4撓性陀螺儀的結構特點…………………………………………………93
8.2.5撓性陀螺儀的特點………………………………………………………97
8.3靜電陀螺儀………………………………………………………………………98
8.3.1靜電陀螺儀的組成及基本原理…………………………………………98
8.3.2靜電陀螺儀的特點……………………………………………………102
8.4雷射陀螺儀………………………………………………………………………103
8.4.1雷射陀螺………………………………………………………………103
8.4.2雷射和雷射器…………………………………………………………103
8.5光纖陀螺儀………………………………………………………………………109
8.5.1光纖陀螺儀的發展……………………………………………………109
8.5.2光纖陀螺儀的工作原理………………………………………………111
8.5.3光纖陀螺儀的分類……………………………………………………113
複習思考題……………………………………………………………………………116
第9章慣性導航系統……………………………………………………………………117
9.1慣性導航系統基本原理…………………………………………………………117
9.1.1慣性導航基本原理……………………………………………………117
9.1.2陀螺穩定平台工作原理………………………………………………119
9.1.3慣性導航特點…………………………………………………………120
9.2三軸慣導平台的組成……………………………………………………………121
9.2.1基本組成………………………………………………………………121
9.2.2方位坐標分解器………………………………………………………122
9.2.3正割分解器……………………………………………………………125
9.2.4方位鎖定迴路…………………………………………………………127
9.2.5四環三軸慣性平台……………………………………………………128
9.3慣導系統的初始對準……………………………………………………………130
9.3.1初始對準的目的及要求………………………………………………130
9.3.2平台鎖定………………………………………………………………132
9.3.3水平對準原理…………………………………………………………133
9.3.4方位對準原理…………………………………………………………134
複習思考題……………………………………………………………………………137
第三篇飛機電氣系統
第10章電氣系統概述…………………………………………………………………140
10.1飛機供電系統的組成…………………………………………………………140
10.2飛機供電系統的基本參數……………………………………………………141
10.2.1電壓……………………………………………………………………141
10.2.2頻率……………………………………………………………………141
10.2.3相數……………………………………………………………………142
10.3飛機用電設備特性……………………………………………………………142
10.3.1供電頻率特性…………………………………………………………143
10.3.2起動特性………………………………………………………………143
10.3.3輸入電壓特性…………………………………………………………143
10.3.4輸入伏安特性…………………………………………………………143
10.3.5對供電系統的影響……………………………………………………144
10.4飛機電氣設備的工作條件及基本要求………………………………………144
複習思考題……………………………………………………………………………145
第11章飛機電源系統及設備…………………………………………………………146
11.1飛機電源系統…………………………………………………………………146
11.1.1直流電源系統…………………………………………………………146
11.1.2交流電源系統…………………………………………………………147
11.2飛機電源典型設備及原理……………………………………………………148
11.2.1航空發電機……………………………………………………………148
11.2.2航空蓄電池……………………………………………………………150
11.2.3機載二次電源…………………………………………………………151
複習思考題……………………………………………………………………………152
第12章飛機輸配電系統及設備………………………………………………………153
12.1飛機輸配電系統………………………………………………………………153
12.1.1配電系統布局…………………………………………………………153
12.1.2配電系統的控制與保護………………………………………………154
12.2輸配電系統典型設備及原理…………………………………………………158
12.2.1導線及電連線器………………………………………………………158
12.2.2電路控制元件…………………………………………………………159
12.2.3電路保護元件…………………………………………………………163
複習思考題……………………………………………………………………………165
第13章發動機控制電氣系統及設備…………………………………………………166
13.1發動機電氣控制………………………………………………………………166
13.1.1發動機起動控制………………………………………………………166
13.1.2發動機狀態控制………………………………………………………167
13.2發動機控制典型設備及原理…………………………………………………168
13.2.1起動電點火裝置………………………………………………………168
13.2.2起動程式控制裝置……………………………………………………171
13.2.3狀態控制裝置…………………………………………………………176
複習思考題……………………………………………………………………………178
第14章飛機機電控制電氣設備………………………………………………………179
14.1電磁閥及電動活門……………………………………………………………179
14.1.1電磁閥…………………………………………………………………179
14.1.2電動活門………………………………………………………………180
14.2電動機構及電動油泵…………………………………………………………181
14.2.1電動機構………………………………………………………………181
14.2.2電動油泵………………………………………………………………183
14.3機、內外照明及信號燈具………………………………………………………183
14.3.1機內照明及信號燈具…………………………………………………184
14.3.2機外照明及信號燈具…………………………………………………186
14.4火警感測器……………………………………………………………………187
14.4.1離子式火警感測器……………………………………………………187
14.4.2雙金屬片式火警感測器………………………………………………188
複習思考題……………………………………………………………………………188
參考文獻……………………………………………………………………………………189
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