航空航天工程與技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書

航空航天工程與技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u26209第1章緒論 3140791.1航空航天工程概述 3205651.2航空航天技術(shù)發(fā)展歷程 3148991.3航空航天工程的研究領(lǐng)域 35281第2章空氣動力學基礎(chǔ) 4205282.1空氣動力學基本概念 4174522.1.1氣體特性 478552.1.2流動類型 4113732.1.3自由流速度 4105742.2流體力學基本方程 516732.2.1質(zhì)量守恒方程 5247552.2.2動量守恒方程 5297812.2.3能量守恒方程 5112612.3翼型與翼載荷 5252342.3.1翼型參數(shù) 5180732.3.2翼型氣動特性 5250522.3.3翼載荷 5240592.4氣動熱力學 6215292.4.1氣動加熱 6301452.4.2熱防護系統(tǒng) 6313482.4.3熱控制系統(tǒng) 63658第3章飛行器結(jié)構(gòu)與材料 641373.1飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 6104533.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求 6165533.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 6239543.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計過程 7317103.2航空航天材料 769943.2.1航空航天材料特點 74123.2.2航空航天材料分類 796653.2.3航空航天材料應(yīng)用 714023.3結(jié)構(gòu)強度與剛度分析 7200363.3.1結(jié)構(gòu)強度分析 858113.3.2結(jié)構(gòu)剛度分析 812683.4復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用 850463.4.1復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用 826413.4.2復(fù)合材料優(yōu)勢 828559第4章發(fā)動機與推進技術(shù) 839944.1發(fā)動機概述 8325984.2渦輪噴氣發(fā)動機 8171444.3渦輪風扇發(fā)動機 9307824.4沖壓發(fā)動機 928118第5章飛行器導(dǎo)航與控制 9192005.1飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 9161555.2飛行控制系統(tǒng) 9122105.3自動飛行控制系統(tǒng) 10266625.4飛行器制導(dǎo)與控制技術(shù) 103406第6章航空航天電子設(shè)備 10109396.1電子設(shè)備概述 106266.2飛行器通信與導(dǎo)航設(shè)備 10100516.2.1通信設(shè)備 10166746.2.2導(dǎo)航設(shè)備 10302126.3飛行器監(jiān)視與預(yù)警系統(tǒng) 10157606.3.1監(jiān)視系統(tǒng) 10110806.3.2預(yù)警系統(tǒng) 11287306.4飛行器電子戰(zhàn)設(shè)備 119609第7章飛行器設(shè)計與制造 11117397.1飛行器設(shè)計方法 11158937.1.1經(jīng)驗設(shè)計法 11276527.1.2數(shù)值優(yōu)化設(shè)計法 11306727.1.3基于計算機輔助設(shè)計（CAD）的方法 11162137.2飛行器氣動設(shè)計 12258467.2.1氣動布局設(shè)計 1222277.2.2氣動特性分析 1210417.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 12125207.3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法 1255047.3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用 1237307.4飛行器制造技術(shù) 12138837.4.1飛行器材料 12123727.4.2飛行器加工技術(shù) 12127327.4.3飛行器裝配技術(shù) 1221912第8章航天器與空間技術(shù) 13195128.1航天器概述 13292928.2航天器軌道動力學 1339768.3航天器熱控制技術(shù) 13161898.4航天器通信與遙感技術(shù) 1314450第9章航空航天試驗與評估 1370429.1飛行試驗概述 1338979.2風洞試驗 146539.2.1風洞試驗原理 1434789.2.2風洞試驗設(shè)備 1431049.2.3風洞試驗方法 1414139.2.4數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用 14323799.3強度與振動試驗 14224249.3.1強度試驗 14261059.3.2振動試驗 14319059.4航天器環(huán)境試驗 1516559.4.1熱環(huán)境試驗 1515279.4.2空間環(huán)境試驗 15238389.4.3其他環(huán)境試驗 154262第10章航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展與展望 152387510.1航空航天產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 151926610.2航空航天技術(shù)創(chuàng)新 151061310.3航空航天產(chǎn)業(yè)政策與法規(guī) 152744910.4航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景與挑戰(zhàn) 16第1章緒論1.1航空航天工程概述航空航天工程是一門集機械、電子、控制、計算機、力學等多個學科于一體的綜合性工程技術(shù)領(lǐng)域。它主要研究飛行器的設(shè)計、制造、試驗及運行等方面的技術(shù)問題。航空航天工程涉及兩大領(lǐng)域：航空工程和航天工程。航空工程關(guān)注飛行器在地球大氣層內(nèi)的飛行，如固定翼飛機、旋翼飛機等；航天工程則關(guān)注飛行器在地球大氣層外的空間飛行，如衛(wèi)星、載人飛船、探測器等。1.2航空航天技術(shù)發(fā)展歷程航空航天技術(shù)發(fā)展可以追溯到20世紀初。1903年，美國萊特兄弟成功實現(xiàn)了有人駕駛的首次動力飛行，標志著航空工程的誕生。此后，航空技術(shù)迅速發(fā)展，飛機功能不斷提高，各種新型飛機相繼問世。二戰(zhàn)期間，航空技術(shù)得到了極大的推動，噴氣式發(fā)動機、火箭技術(shù)等取得了重要突破。航天技術(shù)的發(fā)展始于20世紀50年代，1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，開啟了航天時代。此后，美蘇兩國在航天領(lǐng)域展開激烈競爭，推動了航天技術(shù)的飛速發(fā)展。60年代，美國實現(xiàn)了載人登月，70年代，航天飛機的研制成功，使人類進入空間的能力得到了顯著提升。我國在航天領(lǐng)域也取得了舉世矚目的成就，如嫦娥一號、天宮一號等。1.3航空航天工程的研究領(lǐng)域航空航天工程的研究領(lǐng)域廣泛，主要包括以下幾個方面：（1）飛行器設(shè)計：研究飛行器的總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、氣動設(shè)計、熱防護設(shè)計等，以提高飛行器的功能、安全性和可靠性。（2）飛行器制造：研究飛行器制造工藝、材料、加工方法等，以滿足飛行器高功能、輕量化、低成本的需求。（3）飛行器試驗：通過地面試驗、飛行試驗等方法，驗證飛行器設(shè)計的合理性和功能指標，為飛行器的改進提供依據(jù)。（4）飛行器運行：研究飛行器的運行控制、導(dǎo)航、通信、遙感等技術(shù)，保證飛行器的正常運行和任務(wù)完成。（5）航天器技術(shù)：研究航天器的設(shè)計、制造、發(fā)射、在軌運行、返回等技術(shù)，為人類空間摸索和利用提供技術(shù)支持。（6）航天運輸系統(tǒng)：研究航天運輸系統(tǒng)的設(shè)計、發(fā)射、回收等技術(shù)，提高航天運輸能力，降低運輸成本。（7）空間科學和空間應(yīng)用：研究空間環(huán)境、空間物理、空間天文等現(xiàn)象，發(fā)展空間應(yīng)用技術(shù)，為人類的空間活動提供科學支持。（8）無人機技術(shù)：研究無人機的飛行原理、設(shè)計、制造、應(yīng)用等技術(shù)，滿足軍事、民用等領(lǐng)域的需求。（9）衛(wèi)星技術(shù)：研究衛(wèi)星的設(shè)計、制造、發(fā)射、在軌運行等技術(shù)，為通信、導(dǎo)航、遙感、科學實驗等領(lǐng)域提供支持。第2章空氣動力學基礎(chǔ)2.1空氣動力學基本概念空氣動力學是研究氣體運動規(guī)律及其與物體相互作用的學科。在航空航天工程領(lǐng)域，空氣動力學基本概念是理解和分析飛行器功能的基礎(chǔ)。本節(jié)將介紹氣體特性、流動類型、自由流速度等基本概念。2.1.1氣體特性氣體是一種無固定形狀、可壓縮、具有連續(xù)介質(zhì)特性的物質(zhì)。氣體特性主要包括密度、粘度和溫度等。這些特性對氣體流動產(chǎn)生重要影響。2.1.2流動類型根據(jù)流動特性，氣體流動可分為層流和湍流。層流流動規(guī)律性強，流體分層運動；湍流則具有隨機性和各向同性。流動類型對飛行器氣動特性具有顯著影響。2.1.3自由流速度自由流速度是指氣體流動未受到物體干擾時的速度。自由流速度是衡量飛行器氣動功能的重要參數(shù)，通常以馬赫數(shù)表示。2.2流體力學基本方程流體力學基本方程是描述氣體運動規(guī)律的數(shù)學表達式，包括質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程。2.2.1質(zhì)量守恒方程質(zhì)量守恒方程，即連續(xù)性方程，表述為：流體微元在任意時刻的質(zhì)量守恒。數(shù)學表達式為：?·V=0其中，V為流體速度向量。2.2.2動量守恒方程動量守恒方程，即納維斯托克斯方程，描述流體微元在任意時刻動量的變化。數(shù)學表達式為：ρ(?V/?tV·?V)=?pμ?^2VF其中，ρ為氣體密度，p為氣體壓力，μ為氣體動力粘度，F(xiàn)為體積力。2.2.3能量守恒方程能量守恒方程描述流體微元在任意時刻總能量的變化。數(shù)學表達式為：ρ(?E/?tV·?E)=?·qμ(?V)^2F·V其中，E為流體微元的總能量，q為熱流密度。2.3翼型與翼載荷翼型是飛行器基本氣動部件，其形狀和參數(shù)對氣動功能具有重要影響。翼載荷是指翼型在飛行過程中所承受的氣體動力作用。2.3.1翼型參數(shù)翼型參數(shù)主要包括彎度、厚度、攻角等。這些參數(shù)決定了翼型的氣動特性。2.3.2翼型氣動特性翼型氣動特性主要包括升力、阻力和俯仰力矩。這些特性可通過氣動系數(shù)（如升力系數(shù)、阻力系數(shù)）來描述。2.3.3翼載荷翼載荷是指飛行器翼型在飛行過程中承受的氣動力。翼載荷與飛行速度、攻角和翼型參數(shù)等因素有關(guān)。2.4氣動熱力學氣動熱力學是研究氣體在高速流動過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)的學科。在航空航天工程中，氣動熱力學對飛行器熱防護和熱控制系統(tǒng)設(shè)計具有重要意義。2.4.1氣動加熱高速飛行器在飛行過程中，氣體與飛行器表面發(fā)生摩擦，產(chǎn)生熱效應(yīng)。氣動加熱對飛行器表面溫度和結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生影響。2.4.2熱防護系統(tǒng)為防止氣動加熱對飛行器造成損害，需設(shè)計熱防護系統(tǒng)。熱防護系統(tǒng)主要包括熱防護材料和熱防護結(jié)構(gòu)。2.4.3熱控制系統(tǒng)熱控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)飛行器內(nèi)部溫度，保證飛行器各系統(tǒng)正常工作。熱控制系統(tǒng)包括熱交換器、熱泵和熱輻射器等部件。第3章飛行器結(jié)構(gòu)與材料3.1飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計原理飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計是航空航天工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)系到飛行器的安全、功能與經(jīng)濟性。本節(jié)主要介紹飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求、設(shè)計方法和設(shè)計過程。3.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求（1）安全性：保證飛行器在規(guī)定的工作環(huán)境下，具有足夠的結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性。（2）功能：滿足飛行器功能指標，如速度、載荷、航程等。（3）經(jīng)濟性：在滿足功能要求的前提下，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。（4）可靠性：保證飛行器在各種環(huán)境條件下，具有穩(wěn)定的功能和較長的使用壽命。（5）維修性：簡化維修過程，降低維修成本，提高飛行器的出動率。3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法（1）經(jīng)驗設(shè)計法：依據(jù)歷史數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗進行設(shè)計。（2）解析設(shè)計法：利用數(shù)學方法對結(jié)構(gòu)進行精確分析，求解設(shè)計參數(shù)。（3）數(shù)值設(shè)計法：采用有限元分析等數(shù)值方法，對結(jié)構(gòu)進行仿真計算。（4）優(yōu)化設(shè)計法：在滿足設(shè)計要求的前提下，尋求最優(yōu)設(shè)計方案。3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計過程（1）需求分析：明確飛行器的設(shè)計指標和任務(wù)需求。（2）概念設(shè)計：提出結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，進行初步設(shè)計和評估。（3）詳細設(shè)計：對概念設(shè)計方案進行細化，確定結(jié)構(gòu)尺寸、形狀和材料。（4）分析與驗證：通過計算和分析，驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和可靠性。（5）設(shè)計修改與優(yōu)化：根據(jù)分析結(jié)果，對設(shè)計方案進行修改和優(yōu)化。3.2航空航天材料航空航天材料是飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，其功能直接關(guān)系到飛行器的功能、安全和使用壽命。本節(jié)主要介紹航空航天材料的特點、分類及應(yīng)用。3.2.1航空航天材料特點（1）高強度：承受飛行器在飛行過程中所受的載荷。（2）輕質(zhì)化：降低飛行器重量，提高載荷和航程。（3）耐高溫：適應(yīng)高溫環(huán)境，保證飛行器正常工作。（4）耐腐蝕：抵抗惡劣環(huán)境，延長飛行器使用壽命。（5）良好的加工功能：便于制造和加工。3.2.2航空航天材料分類（1）金屬合金：如鋁合金、鈦合金、高溫合金等。（2）陶瓷材料：如氧化鋁、碳化硅等。（3）復(fù)合材料：如碳纖維增強復(fù)合材料、玻璃纖維增強復(fù)合材料等。（4）橡膠和塑料：用于密封、減震等部件。3.2.3航空航天材料應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)材料：用于飛行器的主要承力結(jié)構(gòu)。（2）功能材料：用于飛行器的傳感器、控制器等部件。（3）防護材料：用于飛行器的防熱、防腐蝕等部件。3.3結(jié)構(gòu)強度與剛度分析結(jié)構(gòu)強度與剛度分析是飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，旨在保證飛行器在規(guī)定的工作環(huán)境下，具有足夠的結(jié)構(gòu)功能。本節(jié)主要介紹結(jié)構(gòu)強度與剛度分析的基本理論和方法。3.3.1結(jié)構(gòu)強度分析（1）靜強度分析：研究飛行器在靜載荷作用下的結(jié)構(gòu)強度。（2）疲勞強度分析：研究飛行器在交變載荷作用下的疲勞壽命。（3）斷裂強度分析：研究飛行器結(jié)構(gòu)在裂紋擴展過程中的強度。3.3.2結(jié)構(gòu)剛度分析（1）線性剛度分析：研究飛行器結(jié)構(gòu)在線性載荷作用下的變形。（2）非線性剛度分析：研究飛行器結(jié)構(gòu)在非線性載荷作用下的變形。（3）穩(wěn)定性分析：研究飛行器結(jié)構(gòu)在壓力載荷作用下的穩(wěn)定性。3.4復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用復(fù)合材料因其輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕等特點，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)主要介紹復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用及其優(yōu)勢。3.4.1復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)部件：如機翼、尾翼、機身等。（2）發(fā)動機部件：如渦輪葉片、燃燒室等。（3）內(nèi)飾材料：如地板、天花板等。3.4.2復(fù)合材料優(yōu)勢（1）輕質(zhì)化：降低飛行器重量，提高燃油效率。（2）高強度：提高飛行器結(jié)構(gòu)功能。（3）耐腐蝕：適應(yīng)惡劣環(huán)境，延長使用壽命。（4）可設(shè)計性：根據(jù)需求調(diào)整材料功能，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。第4章發(fā)動機與推進技術(shù)4.1發(fā)動機概述發(fā)動機作為航空器的心臟，其功能直接影響著飛行器的飛行功能、燃油效率及可靠性。航空發(fā)動機按照工作原理和結(jié)構(gòu)特點，主要分為渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機和沖壓發(fā)動機等。本章節(jié)將對這幾種發(fā)動機進行詳細介紹。4.2渦輪噴氣發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機是一種常見的航空發(fā)動機類型，其工作原理是通過燃燒室內(nèi)的燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)，進而帶動風扇和壓縮機工作。其主要特點為推力大、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。本節(jié)將從以下幾個方面介紹渦輪噴氣發(fā)動機：（1）工作原理及構(gòu)造（2）功能參數(shù)及影響因素（3）典型應(yīng)用及發(fā)展趨勢4.3渦輪風扇發(fā)動機渦輪風扇發(fā)動機是一種在渦輪噴氣發(fā)動機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的發(fā)動機，其主要區(qū)別在于增加了風扇段，使得發(fā)動機的空氣流量和推力有所提高。本節(jié)將重點介紹以下內(nèi)容：（1）渦輪風扇發(fā)動機的構(gòu)造及工作原理（2）功能特點及優(yōu)勢（3）應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景4.4沖壓發(fā)動機沖壓發(fā)動機是一種以高速氣流為基礎(chǔ)的發(fā)動機，其工作原理是利用高速氣流在燃燒室內(nèi)燃燒燃料，產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而產(chǎn)生推力。沖壓發(fā)動機具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、推力大等特點。以下將對沖壓發(fā)動機進行詳細介紹：（1）沖壓發(fā)動機的分類及工作原理（2）功能特點及影響因素（3）應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢第5章飛行器導(dǎo)航與控制5.1飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)是保證飛行器沿預(yù)定航線安全、準確飛行的關(guān)鍵系統(tǒng)。本章主要介紹飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、原理及分類。闡述無線電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航等傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理；探討視覺導(dǎo)航、地形輔助導(dǎo)航等新興導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展及其在飛行器導(dǎo)航中的應(yīng)用。5.2飛行控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)是飛行器實現(xiàn)穩(wěn)定飛行、完成各項任務(wù)的基礎(chǔ)。本節(jié)主要介紹飛行控制系統(tǒng)的基本組成、工作原理和設(shè)計方法。內(nèi)容包括飛行器姿態(tài)控制、航向控制、高度控制等方面的關(guān)鍵技術(shù)，以及飛行控制系統(tǒng)的建模、仿真和實際應(yīng)用。5.3自動飛行控制系統(tǒng)自動飛行控制系統(tǒng)是飛行器實現(xiàn)自主飛行、減少駕駛員負擔的重要系統(tǒng)。本節(jié)主要闡述自動飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計原理、功能及其在飛行器上的應(yīng)用。重點討論飛行器自主起飛、自主著陸、自主避障等關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法，以及自動飛行控制系統(tǒng)與導(dǎo)航系統(tǒng)的融合技術(shù)。5.4飛行器制導(dǎo)與控制技術(shù)飛行器制導(dǎo)與控制技術(shù)是飛行器導(dǎo)航與控制領(lǐng)域的核心。本節(jié)主要介紹飛行器制導(dǎo)與控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)。內(nèi)容包括飛行器制導(dǎo)律設(shè)計、控制器設(shè)計、故障診斷與容錯控制、自適應(yīng)控制等方面的研究。還探討飛行器集群控制、網(wǎng)絡(luò)化控制等新興制導(dǎo)與控制技術(shù)在現(xiàn)代飛行器中的應(yīng)用。本章旨在幫助讀者深入了解飛行器導(dǎo)航與控制的相關(guān)技術(shù)，掌握飛行器導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原理和方法，為我國航空航天事業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。第6章航空航天電子設(shè)備6.1電子設(shè)備概述航空航天電子設(shè)備是飛行器的重要組成部分，其功能包括飛行控制、導(dǎo)航、通信、監(jiān)視和電子戰(zhàn)等。這些設(shè)備具有高度的集成性、可靠性和實時性，為飛行器的安全、高效運行提供了有力保障。本章將對航空航天電子設(shè)備進行概述，介紹其分類、發(fā)展歷程及關(guān)鍵技術(shù)。6.2飛行器通信與導(dǎo)航設(shè)備6.2.1通信設(shè)備飛行器通信設(shè)備主要包括無線電通信、衛(wèi)星通信和微波通信等。這些設(shè)備實現(xiàn)了飛行器與地面、飛行器與飛行器之間的信息傳輸，保證了飛行器在復(fù)雜環(huán)境下的正常通信。6.2.2導(dǎo)航設(shè)備飛行器導(dǎo)航設(shè)備主要包括慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、天文導(dǎo)航系統(tǒng)等。這些設(shè)備為飛行器提供了精確的導(dǎo)航信息，保證飛行器按照預(yù)定航線安全飛行。6.3飛行器監(jiān)視與預(yù)警系統(tǒng)6.3.1監(jiān)視系統(tǒng)飛行器監(jiān)視系統(tǒng)主要包括飛行數(shù)據(jù)記錄器、機載監(jiān)控系統(tǒng)等。這些設(shè)備實時監(jiān)測飛行器的狀態(tài)信息，為地面指揮中心提供飛行器的實時數(shù)據(jù)，以便進行飛行器調(diào)度和故障排查。6.3.2預(yù)警系統(tǒng)飛行器預(yù)警系統(tǒng)主要包括雷達、紅外、光電等傳感器設(shè)備，用于探測周邊環(huán)境中的威脅目標，為飛行器提供早期預(yù)警，保證飛行器安全。6.4飛行器電子戰(zhàn)設(shè)備飛行器電子戰(zhàn)設(shè)備主要包括電子干擾、電子偵察和反輻射攻擊等設(shè)備。這些設(shè)備通過發(fā)射和接收電磁波，對敵方通信、導(dǎo)航、監(jiān)視等電子設(shè)備實施干擾、欺騙和攻擊，提高飛行器的生存能力和作戰(zhàn)效能。本章對航空航天電子設(shè)備進行了詳細闡述，包括通信與導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)視與預(yù)警系統(tǒng)以及電子戰(zhàn)設(shè)備等方面。這些設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用，為飛行器的安全、高效運行提供了有力保障。第7章飛行器設(shè)計與制造7.1飛行器設(shè)計方法飛行器設(shè)計方法主要包括經(jīng)驗設(shè)計法、數(shù)值優(yōu)化設(shè)計法及基于計算機輔助設(shè)計（CAD）的方法。本節(jié)將重點介紹這些設(shè)計方法的基本原理及其在飛行器設(shè)計中的應(yīng)用。7.1.1經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法主要依據(jù)設(shè)計師的經(jīng)驗和直覺進行設(shè)計，通過對已有飛行器的設(shè)計參數(shù)進行類比和修正，得到新型飛行器的初步設(shè)計方案。此方法適用于設(shè)計初期階段，可快速設(shè)計方案，但精度相對較低。7.1.2數(shù)值優(yōu)化設(shè)計法數(shù)值優(yōu)化設(shè)計法通過建立數(shù)學模型，運用優(yōu)化算法對飛行器設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化，以實現(xiàn)設(shè)計目標。此方法具有較高的設(shè)計精度，適用于飛行器詳細設(shè)計階段。7.1.3基于計算機輔助設(shè)計（CAD）的方法基于CAD的方法利用計算機圖形學和數(shù)值分析方法，實現(xiàn)飛行器設(shè)計參數(shù)的圖形化和自動化。該方法可提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本，并有助于進行結(jié)構(gòu)強度、氣動特性等多學科優(yōu)化。7.2飛行器氣動設(shè)計飛行器氣動設(shè)計是保證飛行器具有良好的飛行功能和操控功能的關(guān)鍵。本節(jié)主要介紹飛行器氣動設(shè)計的基本原理和方法。7.2.1氣動布局設(shè)計氣動布局設(shè)計包括飛行器外形設(shè)計、機翼設(shè)計、尾翼設(shè)計等，需考慮飛行器的氣動特性、穩(wěn)定性、操控性等因素。設(shè)計過程中應(yīng)采用多種氣動布局形式，以實現(xiàn)飛行器功能的最優(yōu)化。7.2.2氣動特性分析氣動特性分析主要包括飛行器在不同飛行狀態(tài)下的氣動力和力矩計算，以及氣動系數(shù)的求解。分析方法有理論計算、實驗研究和數(shù)值模擬等。7.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計旨在保證飛行器結(jié)構(gòu)強度和剛度的同時降低結(jié)構(gòu)重量，提高飛行功能。本節(jié)主要介紹結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本原理和方法。7.3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法包括尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓撲優(yōu)化等。這些方法通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能的提升。7.3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在飛行器的主要承力結(jié)構(gòu)、連接部位、機載設(shè)備等方面具有廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用過程中需結(jié)合飛行器的實際工況，選擇合適的優(yōu)化方法。7.4飛行器制造技術(shù)飛行器制造技術(shù)是保證飛行器設(shè)計要求得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。本節(jié)主要介紹飛行器制造技術(shù)的基本原理和方法。7.4.1飛行器材料飛行器材料應(yīng)具備輕質(zhì)、高強度、高剛度、耐腐蝕等功能。常見材料有鋁合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等。7.4.2飛行器加工技術(shù)飛行器加工技術(shù)包括機械加工、鈑金加工、特種加工等。加工過程中應(yīng)嚴格控制工藝參數(shù)，保證加工精度。7.4.3飛行器裝配技術(shù)飛行器裝配技術(shù)包括部件裝配、總裝、調(diào)試等。裝配過程中應(yīng)采用先進的測量和定位方法，保證飛行器裝配質(zhì)量。第8章航天器與空間技術(shù)8.1航天器概述航天器是指在外層空間進行飛行任務(wù)的飛行器，其按照任務(wù)性質(zhì)和用途可分為多種類型，如人造地球衛(wèi)星、空間探測器、載人飛船、貨運飛船、空間站等。航天器的設(shè)計與制造涉及多學科、多領(lǐng)域技術(shù)，包括力學、熱學、電子學、光學等。本章主要介紹航天器的基本概念、分類及其在設(shè)計過程中需考慮的關(guān)鍵技術(shù)。8.2航天器軌道動力學航天器軌道動力學是研究航天器在地球及其他天體引力場中的運動規(guī)律及其相關(guān)問題的學科。其主要內(nèi)容包括：圓軌道、橢圓軌道、拋物線軌道和雙曲線軌道的運動方程、攝動理論、軌道機動與控制等。掌握航天器軌道動力學對于保證航天器安全、高效地完成任務(wù)具有重要意義。8.3航天器熱控制技術(shù)航天器在空間環(huán)境中受到太陽輻射、地球反照率、宇宙背景輻射等多種熱源的影響，其內(nèi)部設(shè)備對溫度敏感度較高。因此，航天器熱控制技術(shù)是保證航天器正常運行的關(guān)鍵技術(shù)之一。熱控制技術(shù)主要包括熱防護、熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對流等方面，涉及材料選擇、熱設(shè)計、熱測試等多個環(huán)節(jié)。8.4航天器通信與遙感技術(shù)航天器通信與遙感技術(shù)是航天器完成任務(wù)的核心技術(shù)之一。通信技術(shù)主要包括空間通信、地面通信和星地通信三部分，涉及調(diào)制解調(diào)、信號處理、天線設(shè)計等技術(shù)。遙感技術(shù)則主要包括光學遙感、微波遙感、紅外遙感等，通過獲取地球及其他天體的遙感圖像，為科學研究和國防建設(shè)提供重要數(shù)據(jù)支持。本章對航天器與空間技術(shù)進行了簡要介紹，重點闡述了航天器軌道動力學、熱控制技術(shù)、通信與遙感技術(shù)等方面的內(nèi)容。這些技術(shù)的研究對于提高我國航天器的設(shè)計水平、保障航天任務(wù)的順利進行具有重要意義。第9章航空航天試驗與評估9.1飛行試驗概述飛行試驗是航空航天工程中的一環(huán)，主要用于驗證航空航天器設(shè)計、功能、安全性和可靠性。本節(jié)主要介紹飛行試驗的基本概念、分類、目的、程序及飛行試驗數(shù)據(jù)的處理與分析方法。9.2風洞試驗風洞試驗是研究航空航天器氣動力、氣動熱及氣動光學特性的重要手段。本節(jié)內(nèi)容包括風洞試驗的基本原理、試驗設(shè)備、試驗方法、數(shù)據(jù)處理及風洞試驗在航空航天器設(shè)計中的應(yīng)用。9.2.1風洞試驗原理風洞試驗通過在封閉的試驗管道中產(chǎn)生人工氣流，模擬飛行器在飛行狀態(tài)下的氣流環(huán)境，從而研究飛行器的氣動特性。本節(jié)將介紹風洞試驗的基本原理，包括風洞的類型、氣流特性、試驗?zāi)Ｐ偷闹谱髋c安裝。9.2.2風洞試驗設(shè)備本節(jié)將介紹風洞試驗設(shè)備的組成、功能及功能要求，包括風洞本體、氣流控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、試驗?zāi)Ｐ图爸窝b置等。9.2.3風洞試驗方法本節(jié)將介紹風洞試驗的常用方法，如靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗、旋轉(zhuǎn)試驗、壓力分布測量等，以及試驗過程中應(yīng)注意的問題。9.2.4數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用本節(jié)將介紹風洞試驗數(shù)據(jù)的處理方法，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、氣動參數(shù)計算、試驗結(jié)果分析等，并探討風洞試驗在航空航天器設(shè)計中的應(yīng)用。9.3強度與振動試驗強度與振動試驗是驗證航空航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計、評估結(jié)構(gòu)壽命及保證飛行安全的重要手段。本節(jié)將介紹強度與振動試驗的目的、方法、設(shè)備及其在航空航天工程中的應(yīng)用。9.3.1