航空航天学通论PDF电子书下载

Ⅰ　航空学简介 3

1　绪论-航空发展简史 3

1.1　航空术简介 3

1.1-1　莱特首飞至二次世界大战末期的飞机发展 4

1.1-2 二次世界大战以后飞机的发展 5

1.2　飞行情况与推力 10

1.3　20世纪前期欧美航空研究 11

2　飞行器的解剖 13

2.1　飞机的解剖 13

2.2　太空船和相关飞行器概要 17

Ⅱ　地球标准大气和空气动力学 27

3　标准大气 27

3.1　理想气体、状态方程、高度定义与流体静力方程 27

3.2　标准大气性质对高度的变化 30

3.3　压力高度、温度高度与密度高度的例示 33

4　流体力学原理与实验 35

4.1　影响空气动力的参数-因次分析 38

4.2　风洞的原理与实验 42

5　基本空气动力学 47

5.1　连续方程 47

5.2　非压缩与压缩流 48

5.3　动量方程 49

5.4　基础热力学 53

5.5　等熵气流 56

5.6　能量方程 58

5.7　基本空气动力应用问题 61

5.7-1 音速 61

5.7-2　低速亚音速风洞的实际问题 64

5.7-3　飞机航速的量度 66

5.7-4　超音速风洞与火箭引擎 75

6　黏滞流与环流 82

6.1　黏滞流介绍 82

6.2　层流界面层与表皮摩擦阻力 87

6.3　乱流界面层与表皮摩擦阻力 90

6.4　压缩性对表皮摩擦的影响 92

6.5　界面层的转变 93

6.6　气流分离 95

6.7　黏滞流阻力效应的结论 98

6.8　势流简介 98

6.9　升力理论：环流 101

7　翼剖面和机翼的升力与阻力 107

7.1　翼剖面名称 107

7.2　升力、阻力和弯矩系数 109

7.3　翼剖面资料 111

7.4　无限对有限机翼 115

7.5　压力系数 116

7.6　由Cp求升力系数 118

7.7　升力系数的压缩性校正 121

7.8　临界马赫数和临界压力系数 122

7.9　阻力扩大马赫数 128

7.10　在超音速下的波阻力 130

7.11　翼剖面阻力的总结 134

7.12　有限机翼 135

7.13　诱导阻力的计算 138

7.14　升力曲线斜度的改变 141

7.15　后掠机翼 144

7.16　高升力机件-襟翼 147

7.17　圆柱和球体的空气动力学 149

7.18　升力如何发生的替代解释 151

8　基本直升机空气动力学 157

8.1　转子垂直飞行的动量原理分析 157

8.1-1　盘旋 157

8.1-2　垂直爬升 160

8.1-3　垂直降落 161

8.1-4　完整的诱导速度曲线 162

8.1-5 回转翼自动转动 163

8.1-6　地面效应 164

8.1-7 动量原理的总评 164

8.2　转子垂直飞行叶片元件原理 165

8.2-1　基本方法 165

8.2-2　推力近似法 167

8.2-3　非均一进入流 168

8.2-4　理想扭转 170

8.2-5 叶片平均升力系数 171

8.2-6　功率的近似 171

8.3　前进飞行的转子机件 172

8.4　转子的控制 174

8.5　前进飞行的转子空气动力学 175

8.5-1　动量原理 176

8.5-2　叶片元件原理 177

9　重返地球空气动力学 185

9.1　热障和抗热系统 186

9.2　大气传输性质 192

9.3　大气进入的一般运动方程 197

9.4　弹道进入的应用 199

9.5　升力重入连同太空梭的应用 204

Ⅲ　飞行力学 209

10　飞机性能 209

10.1　阻力极概念 209

10.2　运动方程 211

10.3　不加速平飞所需推力 213

10.4　可用推力和最大速度 219

10.5　不加速平飞所需功率 220

10.6　可用功率和最大速度 223

10.6-1　往复式引擎与螺旋桨之联合 224

10.6-2　喷射引擎 225

10.7　高度对所需功率和可用功率的影响 226

10.8　爬升率 229

10.9　滑翔飞行 234

10.10　绝对和运用高限 235

10.11　爬升时间 238

10.12　航程和续航力-螺旋桨飞机 239

10.12-1　物理上的考虑 239

10.12-2　量度公式 239

10.12-3　螺旋桨机的Breguet公式 241

10.13　航程和续航力-喷射飞机 244

10.13-1 物理上的考虑 244

10.13-2　量度公式 245

10.14　CD,o和CD,i间关系 247

10.15 起飞性能 249

10.16 降落性能 253

10.17 转弯飞行和V-n图 255

10.18 加速爬升 259

10.19 超音速飞机的一些特别考虑 263

11 飞机稳定与控制原理 267

11.1 飞机各轴向的平移和旋转运动 267

11.2 稳定与控制定义 268

11.2-1 静力稳定 268

11.2-2 动力稳定 269

11.2-3 控制 270

11.2-4 偏微分 271

11.3 飞机上的力矩 271

11.4 绝对冲角 272

11.5 纵向静力稳定标准 273

11.6 量度的讨论：机翼对Mcg的贡献 277

11.7 尾部对Mcg的贡献 280

11.8 关于重力中心总的俯仰力矩 282

11.9 纵向静力稳定方程 283

11.10 中立点 284

11.11 静力余额 286

11.12 静力纵向控制概念 286

11.13 计算升降舵调衡角 290

11.14 驾驶杆固定对其自由的静力稳定 291

11.15 升降舵铰链力矩 292

11.16 驾驶杆自由的纵向静力稳定 293

11.17 方向性的静力稳定 296

11.18 侧向静力稳定 297

11.19 短评 298

12 火箭弹道和轨道力学 299

12.1 火箭弹道 299

12.2 多级火箭 304

12.3 逃离速度 305

12.4 圆轨道和卫星速度 306

12.5 椭圆轨道 306

12.6 微分方程 308

12.7 Lagrange方程 309

12.8　轨道方程 311

12.8-1　力和能量 311

12.8-2　运动方程 312

12.9　太空船弹道的某些基本方面 314

12.10　Kepler定律 319

12.11　轨道转换 322

12.12　太空飞行的扰动 328

12.13　深空和飞月弹道 330

Ⅳ　航空航天推力 337

13　大气呼吸引擎 337

13.1　简介 337

13.2　螺旋桨 337

13.3　往复式引擎 342

13.4　喷射推进的推力方程 349

13.5　涡轮喷射引擎 351

13.6　扇涡轮引擎 355

13.7　涡轮螺旋桨引擎 356

13.8　冲压喷射引擎 358

14　火箭引擎与发射系统 362

14.1　火箭引擎的发展和特性 362

14.2　火箭推力和热力关系 363

14.3　火箭推进剂-某些考虑之处 367

14.3-1　液体推进剂 367

14.3-2　固体推进剂 369

14.3-3　混合推进剂 372

14.4　火箭方程 373

14.5　火箭的分级 374

14.6　发射器系统 378

14.6-1 发射器推进次要系统 379

14.6-2　发射器其他次要系统 380

15　高级太空推进装置 384

15.1　小推力高Isp火箭 384

15.2 热动力火箭 385

15.2-1　冷气体火箭 385

15.2-2　太阳-热火箭 385

15.2-3　热电火箭 386

15.2-4　核子-热力火箭 388

15.3　电动力火箭 389

15.3-1 电子-离子推力器 389

15.3-2　磁原形质动力（MPD）推力器 390

15.3-3　原形质推力器 390

15.4　火箭推进器在太空船上的应用 392

Ⅴ　航天学浅说 397

16　太空任务要素和运作系统设施 397

16.1　简介 397

16.2　太空任务建构 397

16.3　任务运作系统设施 401

16.3-1　太空船制造系统 402

16.3-2　发射系统 403

16.3-3　通信系统-运作 404

16.4　通信原理 406

16.5　任务管理和运作 411

16.5-1　任务组 412

16.5-2　任务管理 417

16.5-3　太空船自主 419

17　太空船系统工程设计和其发射与返回 421

17.1　太空船的一般系统 421

17.2　系统工程程序与太空船设计 421

17.2-1　定义任务需求和限制 423

17.2-2　导出系统需求和限制 425

17.2-3　设计载荷和次要系统 426

17.2-4　设计程序 429

17.3　远程感应载荷 431

17.3-1 电磁谱 432

17.3-2　看透大气层 433

17.3-3　载荷感应器 435

17.3-4　载荷设计 439

17.4　太空船控制系统 440

17.4-1　控制系统概要 440

17.4-2　姿态控制 441

17.4-3　姿态动力学 443

17.4-4　太空船姿态感应器 447

17.4-5　太空船姿态致动器 449

17.4-6　控制器 453

17.5　轨道控制 454

17.6　太空船通信与资料处理和电力次要系统 457

17.6-1　通信和资料处理次要系统（CDHS） 458

17.6-2　CDHS的太空系统工程设计程系 461

17.6-3 电力次要系统（EPS） 462

17.6-4 EPS的太空系统工程设计程序 470

17.7　环境控制和生命维持次要系统 471

17.7-1　热力控制系统总览 471

17.7-2 热力控制的基本原理 471

17.7-3 生命维持的基本原理 476

17.7-4　ECLSS设计系统工程 478

17.8　结构和机件 479

17.8-1 系统总览 479

17.8-2　基本原理 480

17.8-3 系统工程 483

17.9　太空船的发射和返回地面 485

17.9-1　发射窗、发射时间和发射速度 486

17.9-2　太空船返回 490

18　太空任务中的弹道与轨道 496

18.1　轨道概念和运动分析程序 496

18.2　限制的两点问题 497

18.2-1　坐标系统 497

18.2-2　运动方程 498

18.2-3　简化的假定 498

18.2-4　轨道几何 499

18.2-5　轨道运动的常数 502

18.3　轨道要素和太空船地面痕迹 506

18.3-1　定义和计算古典轨道要素 506

18.3-2　太空船地面痕迹 511

18.4　操纵在太空 513

18.4-1 Hohmann转换 514

18.4-2　轨道平面改变 517

18.4-3　轨道会合 520

18.5　星际旅行 525

18.5-1 星际旅行计划 525

18.5-2　补锥线近似 527

18.5-3 引力协助的弹道 541

18.6　预测轨道 542

18.6-1　Kepler问题-预测轨道 542

18.6-2　轨道扰动 547

18.6-3　太阳同步轨道和Molniya轨道 549

18.6-4　现实世界内预测轨道 550

18.7　Gemini太空船会合对接任务侧写 553

18.8　国际航天事业发展与展望 554

Ⅵ　其他 561

19　飞行器结构和材料 561

19.1　简介 561

19.2　固体材料的一些物理学 561

19.2-1　应力 561

19.2-2　应变 562

19.2-3　其他情形 563

19.2-4　应力-应变图 564

19.3　飞机结构的一些要素 566

19.4　航空材料 568

19.5　金属材料疲劳 570

19.6　一些评论 571

20　高超音速飞行器 572

20.1　高超音速流的一些突出问题 572

20.2　高超音速流的物理方面 572

20.2-1 薄震波层 572

20.2-2 熵层 573

20.2-3　黏滞性交互作用 573

20.2-4　高温度效应 575

20.2-5　低密度流 577

20.2-6　重述本节要点 578

20.3　高超音速流的牛顿定律 578

20.4　对高超音速飞行器的一些评论 582

20.5　本世纪的高超音速巡航机 587

21　后记 591

参考书目 592

附录A：标准大气（公制） 594

附录B：翼剖面资料 607

附录C：单位转换因数表 635