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飞机机电流体系统综合技术
我国空天高技术领域机电系统研究应用的原始创新、集成创新的重要成果!

开 本:16开
纸 张:铜版纸
包 装:平装-胶订
是否套装:否
国际标准书号ISBN:9787547847107
所属分类:
图书>工业技术>航空/航天

编辑推荐

本书是作者团队承担C919、C929大型飞机三大系统研发等多项国家重点项目的创新成果、经验总结和对航空机电系统发展的创见,内容丰富、条理清晰、理论联系实际,也反映了国内外航空机电系统研究和应用的*进展,旨在为我国航空、航天领域的科学技术创新提供理论和应用基础

内容简介

本书系统描述了与流体介质相关的飞机机电系统及综合技术,主要内容包括飞机机电系统发展历程,飞机液压系统、燃油系统、环境控制系统及第二动力系统的功能、组成、部件原理、设计示例等,并对机电系统综合化、多电化、能量优化和基于模型的机电流体系统进行了分析与展望。本书图文并茂、内容翔实,侧重系统性、专业性、前沿性,理论与实践紧密结合,工程案例资料丰富、翔实。
作者简介

郭生荣,中国航空工业首席技术专家,国防973项目首席专家,航空工业金城南京机电液压工程研究中心研究员、科技委主任、科协主席,享受国务院政府特殊津贴专家。曾获第四届中国航空学会冯如航空科技精英奖、航空工业航空报国金奖。长期从事飞机高压液压能源、第二动力等机电系统的研究与开发工作,主持和参与了十多个重点型号的研制工作。荣获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖5项、二等奖5项,航空工业集团科技奖12项。中国航空学会理事、中国机械工程学会高级会员。

目  录

第1章绪论1
1.1飞机机电系统概述1
1.2飞机机电综合技术及发展1
1.2.1技术简介1
1.2.2发展阶段3
1.3多电飞机计划13
1.4飞行器能量综合技术计划15
1.5机电能量优化16
1.5.1自适应动力与热管理技术17
1.5.2高性能电作动系统18
1.5.3增强型电源系统20
1.6飞行器健康管理技术21
1.7机电流体系统智能化部件24
1.7.1智能泵24
1.7.2智能传感器26

第2章飞机液压系统29
2.1飞机液压系统概述29
2.1.1发展历程29
2.1.2系统构成及功能30
2.2液压系统基本参数31
2.2.1液压油31
2.2.2压力32
2.2.3油液温度33
2.2.4流量33
2.2.5压力脉动34
2.3液压元件34
2.3.1液压泵34
2.3.2液压控制阀49
2.3.3执行元件55
2.3.4液压油箱57
2.3.5液压附件58
2.4液压系统设计及仿真62
2.4.1需求分析62
2.4.2功能设计及性能设计62
2.4.3建模及仿真64
2.5飞机电液伺服控制技术73
2.5.1电液伺服阀工作原理与数学模型73
2.5.2射流伺服阀分类及原理85
2.5.3直接驱动电液伺服阀分类及工作原理92
2.6液压系统验证93
2.7液压系统适航94
2.7.1适航的概念94
2.7.2适航管理文件95
2.7.3相关标准化组织101
2.7.4民用飞机适航管理特点101
2.7.5液压系统适航条款102
2.7.6符合性验证方法及应用111
2.8典型飞机液压系统116
2.8.1军用飞机液压系统116
2.8.2民用飞机液压系统122

第3章飞机燃油系统141
3.1飞机燃油系统概述141
3.1.1定义、功能及组成142
3.1.2设计和研制支持工具143
3.1.3相关术语143
3.2系统部件144
3.2.1燃油泵144
3.2.2燃油控制类部件146
3.2.3空中加受油控制部件147
3.2.4通气增压部件147
3.2.5油量测量设备148
3.3系统设计输入及考虑149
3.3.1燃油属性149
3.3.2使用考虑150
3.3.3其他设计驱动151
3.3.4安全性风险识别和减轻手段154
3.4燃油系统设计154
3.4.1系统需求及顶层设计154
3.4.2燃油存储系统157
3.4.3供输油系统158
3.4.4加/放油系统168
3.4.5通气增压系统175
3.4.6测量系统177
3.4.7惰化系统185
3.4.8燃油管理系统189
3.4.9燃油热管理系统191
3.4.10燃料的应用192
3.5燃油系统验证194
3.5.1地面模拟试验194
3.5.2机上地面试验203
3.5.3飞行试验210
3.6燃油系统适航217
3.7典型燃油系统219
3.7.1波音B737燃油系统219
3.7.2波音B747燃油系统224
3.7.3波音B777燃油系统227
3.7.4空客A330燃油系统230

第4章飞机环境控制系统235
4.1环境控制系统概述235
4.1.1定义235
4.1.2组成及功能235
4.1.3发展概况236
4.2飞机热载荷控制来源及调节需求237
4.2.1飞机热载荷来源238
4.2.2调节需求239
4.3大气条件和人体生理影响240
4.3.1大气条件240
4.3.2人体生理影响248
4.4引气系统257
4.4.1气源257
4.4.2发动机引气的应用258
4.4.3引气系统设计260
4.4.4引气系统示例264
4.5空气分配系统及通风设计266
4.5.1空气分配系统266
4.5.2座舱通风设计270
4.6加热系统设计274
4.6.1常见加温系统274
4.6.2常见加温系统比较及应用275
4.7环境控制系统冷源及冷却方式276
4.7.1飞行器环境控制冷源276
4.7.2飞行器环境控制系统冷却方式277
4.8座舱压力要求及调节281
4.8.1舱内压力要求281
4.8.2座舱压力调节285
4.8.3座舱爆炸减压287
4.8.4座舱的释压与应急卸压288
4.9环境控制系统主要部件性能计算289
4.9.1热交换器289
4.9.2涡轮冷却器性能计算292
4.9.3风扇性能计算293
4.9.4压缩机(压气机)性能计算294
4.9.5引射器性能计算295
4.10温度控制296
4.10.1温度要求296
4.10.2温度控制系统选择298
4.10.3温度控制系统的类型299
4.10.4温度控制系统分类306
4.11湿度控制306
4.11.1湿度要求306
4.11.2湿度控制306
4.12环境控制系统设计示例307
4.13飞机环境控制系统应用情况314
4.13.1第三代战斗机环境控制系统314
4.13.2第四代、第五代战斗机环境控制系统315
4.13.3远程轰炸机环境控制系统317
4.13.4高超音速飞行器环境控制系统319
4.13.5直升机环境控制系统320
4.13.6民用飞机环境控制系统321
4.14机载环境控制系统未来发展需求及发展趋势323
4.14.1未来发展需求323
4.14.2发展趋势324

第5章飞机第二动力系统327
5.1第二动力系统概述327
5.1.1定义及功能327
5.1.2系统发展概况328
5.2第二动力系统核心组成331
5.2.1空气涡轮起动机331
5.2.2燃气涡轮起动机341
5.2.3应急动力装置356
5.2.4冲压空气涡轮系统366
5.2.5飞机附件机匣391
5.2.6辅助动力装置398
5.2.7组合动力装置409
5.3机载组合动力系统415
5.3.1系统功能415
5.3.2系统组成415
5.3.3机载组合动力系统软件功能416
5.3.4数据处理模块软件技术要求416
5.3.5输入输出模块软件技术要求443
5.4第二动力系统发展方向445

第6章机电综合技术展望448
6.1机电综合管理系统448
6.1.1发展历程449
6.1.2机电控制与管理功能454
6.1.3集中管理分布控制架构456
6.2机电系统能量综合459
6.2.1国外发展情况460
6.2.2气压能管理465
6.2.3液压能管理474
6.2.4电能管理483
6.2.5动力与热管理系统492
6.2.6机电系统多电化部件495
6.3机电系统健康管理508
6.3.1发展现状509
6.3.2健康管理架构511
6.3.3健康管理需求512
6.3.4故障诊断514
6.3.5故障预测515
6.3.6典型应用516
6.4基于模型的机电系统工程524
6.4.1概述524
6.4.2机电系统技术流程524
6.4.3模型开发过程527
6.4.4机电流体系统综合管理研发平台529
6.4.5能量特征建模方法532
显示部分信息
前  言

飞机机电系统是通过机、电、气、液等各种二次能源的产生、传输、转换,利用飞机的相关信息,采取一定的做功方式,完成各种飞行保障功能的系统,是实现人机融合、全面发挥飞机综合效能的重要保障和核心载体,与机体结构、动力系统和航空电子系统一样,是飞机不可或缺的基本功能系统,发挥着不可替代的重要作用。
飞机机电系统按功能可划分为机电设备综合管理、电力能源、流体能源与管理、系统防护、载荷管理和控制、生命保障等六大部分,共10余个相对独立的分系统,可实现能源及保障的执行、控制与管理,其中液压系统、燃油系统、环境控制和第二动力系统是以流体为工作介质、与飞机二次能源密切相关的系统。随着航空武器装备作战能力对机电技术要求的不断提高,传统飞机机电流体系统独立、分散的格局已难以适应。以流体二次能源的产生、传输、转换及综合利用为主的相关系统,如液压、燃油、环境控制、第二动力等系统正向综合化、智能化、多电化方向发展,形成对全机能量的全面综合管理和技术支撑,以满足新的发展需求。
目前,飞机机电流体系统在综合化、多电化等方面已经取得了明显进展,已经成为发达国家发展下一代武器装备的重要技术领域。而我国军用航空加速向空天拓展、向远程拓展及装备技术的自主发展,都对飞机机电流体系统提出了更新、更高的要求;随着民用飞机的飞行品质、安全性、舒适性和经济性要求的不断提高,对民用飞机机电流体系统的技术发展、功能组织、性能提升和能力保障都提出了强烈的需求。军用、民用飞机的高速发展都将使机电流体系统面临更大的技术挑战。
本书主要内容涉及飞机机电与流体相关的系统,如液压、燃油、环境控制、第二动力,从系统功能、组成、部件原理、设计示例和民机适航等角度进行分析,并介绍了国外机电系统前沿技术和国内机电综合技术的发展情况。全书共分为6章,第1章主要介绍了机电系统基本概念和发展历程;第2章主要介绍飞机液压系统,包括系统发展历程、液压元部件、系统设计示例、液压油和密封、液压能源系统、液压系统用户等;第3章主要介绍飞机燃油系统,从系统设计、系统部件、典型系统介绍等方面进行了阐述;第4章主要介绍飞机环境控制系统,详细阐述引气、空气分配及通风、加温、制冷、座舱通风及压力调节等子系统的组织及设计原理,提供了环境控制系统设计示例,并介绍了环境控制系统在各型飞机上应用情况;第5章主要介绍飞机第二动力系统,详细介绍系统核心产品如发动机起动装置、空气涡轮起动机、燃气涡轮起动机、应急动力装置、冲压空气涡轮系统、辅助动力装置和组合动力装置、辅助动力系统等,并提供了系统设计示例;第6章主要介绍国内外机电综合技术及发展趋势,从机电系统综合化、多电化、能量优化及智能化发展角度对机电系统技术进行展望。中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心郭生荣研究员负责第1章、第5章和第6章的编著工作,北京航空航天大学王岩副教授负责第2章的编著工作,中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心潘俊、李爱成高级工程师分别负责第3章和第4章的编著工作。
本书适合从事飞机系统及其零部件研究与设计的科技人员和航空院校相关专业的教师、高年级学生、研究生阅读。本书的编写得到了同济大学訚耀保教授、中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心朱莹研究员、徐亮研究员、钱小琳研究员、张惠娟高级工程师、顾玲燕高级工程师、王健工程师、陈晓东工程师等设计与研究专家的鼎力支持与帮助,在本书的出版过程中得到了上海科学技术出版社的大力支持与帮助,在此一并感谢!
本书得到了国家自然科学基金“基于气蚀机理分析的航空柱塞泵叶轮增压系统匹配准则及设计方法研究”(51775013)项目的支持。
限于作者水平,书中难免有错漏之处,敬请各位读者批评指正,在此表示衷心感谢。

作者2019年12月

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