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第一篇概述篇 3

第1章 旋翼飞行器动力装置概述 3

1.1 与旋翼飞行器相关的基本概念 3

1.1.1 飞行器的定义和分类 3

1.1.2 旋翼飞行器的定义、特点、分类和用途 4

1.1.3 旋翼的结构、功用和驱动方式 7

1.2 旋翼飞行器的发展历程和多旋翼无人机 8

1.2.1 旋翼飞行器的发展历程 8

1.2.2 多旋翼无人机的基本概念 12

1.2.3 多旋翼无人机飞行控制特点、方式和安全保障 15

1.3 旋翼飞行器发动机的分类 16

1.3.1 旋翼飞行器发动机的分类和品质要求 17

1.3.2 电动和油动旋翼飞行器的特点和对比分析 19

1.4 旋翼飞行器动力装置系统的基本概念 21

1.4.1 旋翼飞行器发动机数量要求 21

1.4.2 旋翼飞行器动力装置系统的组成 24

本章小结 26

习题 27

第二篇电动机篇 31

第2章 相关的电磁基本知识 31

2.1 磁的基本知识 31

2.1.1 磁性、磁体和磁化的基本概念 31

2.1.2 磁场的基本概念 33

2.2 电的基本知识 35

2.2.1 电和电荷的基本概念 35

2.2.2 电场的基本概念 37

2.3 电磁效应的基本知识 40

2.3.1 电磁场、电流磁效应和安培定则 40

2.3.2 磁感线、磁感强度和高斯定理 42

2.3.3 磁化电流和磁场强度的基本概念 43

2.4 电路的基本知识 46

2.4.1 电路的基本概念 46

2.4.2 电路图的基本概念 50

2.4.3 电路常用的基本元件 52

2.4.4 基尔霍夫定律 55

2.5 磁路的基本知识 56

2.5.1 磁路的基本概念 56

2.5.2 永磁磁路的等效磁路图 59

本章小结 61

习题 62

第3章 直流电动机原理与特性 63

3.1 电机的定义、分类与电动机的结构类型 63

3.1.1 电机的定义、类型和用途 63

3.1.2 旋转电机的分类及其区别 64

3.1.3 电动机的类型和结构 65

3.2 直流电动机工作原理、基本结构和分类 66

3.2.1 直流电动机工作原理、性能和发展特点 66

3.2.2 直流电动机的基本结构和分类 68

3.3 直流电动机的电枢绕组与基本方程式 75

3.3.1 直流电动机电枢绕组 75

3.3.2 直流电动机的基本方程式 78

3.4 直流电动机的工作特性和机械特性 80

3.4.1 直流电动机的工作特性 80

3.4.2 直流电动机机械特性 82

3.5 直流电动机起动、调速、制动与电气控制系统 85

3.5.1 直流电动机起动特性与电气控制系统 85

3.5.2 直流电动机调速特性与电气控制系统 88

3.5.3 直流电动机制动特性与电气控制系统 93

本章小结 97

习题 98

第4章 无刷直流电动机与空心杯电动机 99

4.1 无刷直流电动机基本结构和工作原理 99

4.1.1 无刷直流电动机的基本结构和分类 99

4.1.2 无刷直流电动机的工作原理及其优缺点 102

4.2 无刷直流电动机的绕组结构 107

4.2.1 无刷直流电动机绕组结构的基本概念 107

4.2.2 无刷直流电动机绕组的类型与分数槽绕组 109

4.3 无刷直流电动机转子位置检测技术 110

4.3.1 无刷直流电动机转子位置传感器 110

4.3.2 无位置传感器的转子位置检测技术 113

4.4 无刷直流电动机运行特性与转速控制技术 117

4.4.1 无刷直流电动机运行特性 118

4.4.2 无刷直流电动机转速控制技术 122

4.5 电池 127

4.5.1 电池的定义和发展历程 128

4.5.2 原电池的基本概念 129

4.5.3 可充电电池的基本概念 130

4.5.4 锂电池 131

4.5.5 燃料电池 132

4.5.6 其他新型电池 133

4.6 DIY四旋翼无人机动力装置 134

4.6.1 DIY精神与四旋翼无人机动力装置的组成 135

4.6.2 四旋翼无人机动力装置的主要部件 136

4.7 空心杯电动机基本结构、原理与特性 140

4.7.1 空心杯电动机基本结构与原理 140

4.7.2 空心杯电动机的主要特性与应用范围 141

本章小结 143

习题 144

第三篇航空发动机篇 147

第5章 与航空发动机相关的基本知识 147

5.1 气体的基本知识 147

5.1.1 气体运动的特点和工质的定义 147

5.1.2 理想气体和气体的属性 148

5.2 热力系统的基本知识 149

5.2.1 热力系统、状态和状态参数 149

5.2.2 热力系统平衡状态、气体状态方程和热力过程 151

5.3 气流的基本知识 152

5.3.1 稳定流动和连续方程 153

5.3.2 能量方程和伯努利方程 153

5.3.3 音速和马赫数 154

5.3.4 气流的滞止参数和管道中气流参数的变化 155

5.4 燃烧和火焰传播的基本知识 157

5.4.1 燃料燃烧的基本知识 157

5.4.2 火焰传播的基本知识 160

5.5 热力学基本定律 163

5.5.1 热力学第一定律 163

5.5.2 热力学第二定律 165

5.6 航空发动机概述 168

5.6.1 航空发动机的类型和基本要求 169

5.6.2 航空发动机的由来与发展 170

本章小结 174

习题 175

第6章 航空活塞式发动机 176

6.1 航空活塞式发动机概述 176

6.1.1 航空活塞式发动机的基本结构和分类 176

6.1.2 航空活塞式发动机的基本组成 178

6.2 航空活塞发动机工作原理与旋转活塞发动机 183

6.2.1 航空活塞式发动机工作原理 183

6.2.2 旋转活塞式发动机 186

6.3 航空活塞发动机混合气燃烧过程 188

6.3.1 航空活塞发动机混合气正常燃烧过程 188

6.3.2 航空活塞发动机混合气的不正常燃烧 191

6.4 航空活塞发动机功率、经济性和工作状态 195

6.4.1 航空活塞发动机的功率 196

6.4.2 航空活塞式发动机的经济性 198

6.4.3 航空活塞式发动机常见的工作状态 200

6.5 航空活塞发动机的特性 201

6.5.1 航空活塞式发动机负荷特性 202

6.5.2 航空活塞式发动机螺旋桨特性 203

6.5.3 航空活塞式发动机高度特性 204

6.5.4 航空活塞式发动机增压特性 205

本章小结 205

习题 206

第7章 航空活塞发动机工作系统 208

7.1 航空活塞发动机燃油系统 208

7.1.1 燃油系统的定义、功用和类型 208

7.1.2 燃油系统的组成部分 210

7.1.3 汽化器 212

7.1.4 直接喷射式燃油调节器 219

7.2 航空活塞发动机滑油系统 221

7.2.1 滑油系统的功能和要求 221

7.2.2 滑油系统的润滑方式 222

7.2.3 滑油系统的组成和工作原理 223

7.2.4 滑油系统的监控 224

7.3 航空活塞发动机点火系统 225

7.3.1 点火系统的功能和组成 226

7.3.2 磁电机的组成和工作原理 227

7.3.3 电嘴的结构和工作原理 230

7.4 航空活塞发动机起动系统 231

7.4.1 起动系统的组成和工作原理 231

7.4.2 活塞发动机起动时高压电的产生 232

7.5 航空活塞发动机散热系统 234

7.5.1 气冷式散热系统的组成和工作原理 234

7.5.2 汽缸温度的影响因素与调节 236

本章小结 237

习题 238

第8章 航空涡轮轴发动机 239

8.1 喷气发动机概述 239

8.1.1 喷气发动机的分类和工作原理 239

8.1.2 无压气机的空气喷气发动机 240

8.1.3 有压气机的空气喷气发动机 241

8.2 航空涡轮轴发动机的基本概念 245

8.2.1 航空涡轮轴发动机的类型和基本构造 245

8.2.2 航空涡轮轴发动机的工作原理、性能参数和特点 246

8.3 航空涡轮轴发动机冷端部件结构和原理 249

8.3.1 进气道 249

8.3.2 压气机 252

8.3.3 排气装置和减速器 256

8.4 航空涡轮轴发动机热端部件结构和原理 257

8.4.1 燃烧室 257

8.4.2 涡轮 261

8.5 航空涡轮轴发动机工作特性和比较 264

8.5.1 航空涡轮轴发动机工作特性 265

8.5.2 旋翼飞行器航空发动机不同类型的比较 267

本章小结 269

习题 270

第9章 航空涡轮轴发动机工作系统 271

9.1 航空涡轮轴发动机控制系统 271

9.1.1 航空涡轮轴发动机控制的内容 271

9.1.2 航空涡轮轴发动机控制原理和方式 272

9.1.3 航空涡轮轴发动机全权限数字控制系统 276

9.2 航空涡轮轴发动机燃油系统 278

9.2.1 航空燃油 278

9.2.2 燃油系统基本组成和工作 279

9.3 航空涡轮轴发动机滑油系统 281

9.3.1 航空发动机滑油的类型和性能指标 281

9.3.2 滑油系统的总体结构、类型和主要部件 282

9.4 航空涡轮轴发动机起动点火系统 287

9.4.1 航空涡轮轴发动机起动点火过程和阶段划分 287

9.4.2 航空涡轮轴发动机起动点火系统的组成和工作 289

9.5 航空涡轮轴发动机附件传动装置 294

9.5.1 发动机附件传动装置的基本概念 294

9.5.2 恒速传动装置 295

9.5.3 双速传动装置 298

9.6 旋翼飞行器传动系统 301

9.6.1 旋翼飞行器传动系统的组成和原理 301

9.6.2 旋翼飞行器传动系统的主要部件 302

本章小结 306

习题 307

参考文献 308