航空器設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐作業(yè)指導(dǎo)書

航空器設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u10935第1章緒論 328801.1航空器設(shè)計(jì)與制造概述 3260081.1.1基本概念 389381.1.2發(fā)展歷程 413681.1.3主要設(shè)計(jì)方法 4206231.1.4制造工藝 446921.2實(shí)踐作業(yè)目的與要求 4127901.2.1目的 5303801.2.2要求 51642第2章航空器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 590852.1航空器設(shè)計(jì)原理 5300912.1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求 563982.1.2設(shè)計(jì)流程 5249592.1.3設(shè)計(jì)方法 5123792.2航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5183982.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 5157422.2.2結(jié)構(gòu)材料 537922.2.3結(jié)構(gòu)布局 641482.3航空器氣動(dòng)設(shè)計(jì) 6184782.3.1氣動(dòng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 6223382.3.2氣動(dòng)布局 66842.3.3氣動(dòng)特性分析 6157262.3.4氣動(dòng)優(yōu)化 6167252.3.5氣動(dòng)試驗(yàn) 66026第3章航空器制造工藝 6132783.1飛機(jī)制造工藝概述 6296873.2鈑金加工工藝 7242213.3復(fù)合材料成型工藝 78008第4章飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 759244.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基礎(chǔ) 738134.1.1結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念與分類 789164.1.2結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法 8271044.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂分析 8283874.2.1疲勞分析方法 8269704.2.2斷裂分析方法 8219234.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析 8218044.3.1結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基本原理 8171764.3.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法 918091第5章航空器氣動(dòng)特性分析 9233235.1航空器氣動(dòng)特性概述 9273315.2亞音速氣動(dòng)特性分析 955225.3跨音速與超音速氣動(dòng)特性分析 101473第6章航空器飛行控制系統(tǒng) 10106416.1飛行控制系統(tǒng)概述 10200916.1.1基本概念 1098236.1.2系統(tǒng)組成 1091516.1.3功能 10209086.1.4重要性 11302526.2飛行控制律設(shè)計(jì) 11236846.2.1基本原理 11209646.2.2設(shè)計(jì)方法 11196446.2.3應(yīng)用 1137676.3飛行控制仿真與驗(yàn)證 1199696.3.1基本方法 1288846.3.2驗(yàn)證過程 1213576.3.3應(yīng)用 1212871第7章航空器動(dòng)力裝置 12270597.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)概述 1246907.1.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型 12199657.1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)組成 12214637.1.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能參數(shù) 13193087.2渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 13282097.2.1空氣流過壓氣機(jī) 13149867.2.2燃油在燃燒室內(nèi)燃燒 1310137.2.3高溫高壓氣體驅(qū)動(dòng)渦輪 13304647.2.4風(fēng)扇產(chǎn)生推力 13245557.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 1338877.3.1控制系統(tǒng)組成 13293817.3.2控制系統(tǒng)工作原理 139618第8章航空器機(jī)載系統(tǒng)與設(shè)備 1480498.1航空電子系統(tǒng) 14148978.1.1概述 14213208.1.2航空電子系統(tǒng)組成 1411998.1.3航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1441978.2航空電氣系統(tǒng) 1429978.2.1概述 149908.2.2航空電氣系統(tǒng)組成 14196568.2.3航空電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 15201648.3航空器機(jī)載設(shè)備 1581488.3.1概述 1582028.3.2飛行控制設(shè)備設(shè)計(jì) 1571428.3.3導(dǎo)航設(shè)備設(shè)計(jì) 15283608.3.4通信設(shè)備設(shè)計(jì) 15120178.3.5探測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì) 15244388.3.6其他機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì) 1526777第9章航空器制造與裝配 16297099.1制造與裝配工藝概述 16144109.1.1制造與裝配工藝基本概念 16261679.1.2制造與裝配工藝分類 1684979.1.3制造與裝配工藝發(fā)展趨勢(shì) 16173949.2飛機(jī)制造與裝配工藝流程 17150549.2.1飛機(jī)制造工藝流程 17272179.2.2飛機(jī)裝配工藝流程 17192499.3航空器裝配精度控制 1759549.3.1裝配精度控制方法 17287199.3.2裝配精度控制措施 1821118第10章航空器試驗(yàn)與驗(yàn)證 181408110.1飛行試驗(yàn)概述 181205210.2飛行試驗(yàn)項(xiàng)目與要求 181592710.2.1試驗(yàn)項(xiàng)目 181284310.2.2試驗(yàn)要求 18713910.3飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理 192071910.3.1數(shù)據(jù)采集 192108710.3.2數(shù)據(jù)分析 191811610.3.3數(shù)據(jù)處理 191232810.4飛行試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證與評(píng)估 19第1章緒論1.1航空器設(shè)計(jì)與制造概述航空器設(shè)計(jì)與制造是航空航天工程領(lǐng)域的核心內(nèi)容，涉及眾多學(xué)科和技術(shù)的綜合應(yīng)用。本章將對(duì)航空器設(shè)計(jì)與制造的基本概念、發(fā)展歷程、主要設(shè)計(jì)方法、制造工藝及其關(guān)鍵技術(shù)在航空器研制中的應(yīng)用進(jìn)行概述。1.1.1基本概念航空器設(shè)計(jì)與制造主要包括以下基本概念：（1）航空器：指通過空氣或其他氣體介質(zhì)，在地球表面以上進(jìn)行航行的飛行器。（2）設(shè)計(jì)：指根據(jù)航空器使用功能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、可靠性、安全性等要求，進(jìn)行總體布局、氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的創(chuàng)造性工作。（3）制造：指根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和工藝要求，采用合理的加工方法、工藝流程和設(shè)備，將原材料和零部件加工成具有一定功能和功能的航空器的過程。1.1.2發(fā)展歷程航空器設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展歷程可以分為以下幾個(gè)階段：（1）早期摸索階段：從1903年萊特兄弟成功實(shí)現(xiàn)有人駕駛的首次動(dòng)力飛行開始，航空器設(shè)計(jì)與制造逐漸從摸索中走向成熟。（2）二戰(zhàn)時(shí)期：戰(zhàn)爭(zhēng)需求促使航空器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)迅速發(fā)展，氣動(dòng)設(shè)計(jì)、材料科學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等方面取得重大突破。（3）噴氣時(shí)代：20世紀(jì)40年代，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的問世，使得航空器速度和飛行高度得到顯著提升，進(jìn)一步推動(dòng)了航空器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展。（4）現(xiàn)代航空器：20世紀(jì)60年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、復(fù)合材料、先進(jìn)制造工藝等的應(yīng)用，使得航空器功能不斷提高，安全性、舒適性和環(huán)保性也成為設(shè)計(jì)的重要考慮因素。1.1.3主要設(shè)計(jì)方法航空器設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾種：（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：基于歷史數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行類比和改進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。（2）理論設(shè)計(jì)：運(yùn)用基礎(chǔ)理論和計(jì)算方法，進(jìn)行氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、熱力等方面的分析計(jì)算。（3）數(shù)值優(yōu)化設(shè)計(jì)：利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。（4）綜合設(shè)計(jì)：將多種設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)航空器功能、結(jié)構(gòu)和工藝的全面優(yōu)化。1.1.4制造工藝航空器制造工藝主要包括以下幾種：（1）金屬加工：包括鑄造、鍛造、焊接、熱處理等工藝。（2）復(fù)合材料加工：包括樹脂傳遞模塑（RTM）、真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）、熱壓罐等工藝。（3）裝配：包括機(jī)械裝配、電子裝配、系統(tǒng)裝配等。（4）表面處理：包括陽(yáng)極氧化、電鍍、涂料等工藝。1.2實(shí)踐作業(yè)目的與要求實(shí)踐作業(yè)旨在使學(xué)員掌握航空器設(shè)計(jì)與制造的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力。具體目的與要求如下：1.2.1目的（1）加深對(duì)航空器設(shè)計(jì)與制造基本概念、原理和方法的理解。（2）熟悉航空器設(shè)計(jì)與制造過程中的主要工藝和設(shè)備。（3）培養(yǎng)實(shí)際操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。1.2.2要求（1）掌握航空器設(shè)計(jì)與制造的基本理論和方法。（2）了解航空器設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)。（3）具備一定的實(shí)際操作技能，能獨(dú)立完成相關(guān)實(shí)踐作業(yè)。（4）具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，能與他人共同完成復(fù)雜工程項(xiàng)目。第2章航空器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1航空器設(shè)計(jì)原理2.1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求航空器設(shè)計(jì)旨在滿足預(yù)定的飛行功能、安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等要求。設(shè)計(jì)師需充分考慮航空器的用途、飛行環(huán)境、載荷特性等因素，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。2.1.2設(shè)計(jì)流程航空器設(shè)計(jì)包括預(yù)研、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)驗(yàn)證和服役維護(hù)等階段。各階段需遵循相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。2.1.3設(shè)計(jì)方法航空器設(shè)計(jì)采用模塊化、集成化和并行化等方法，提高設(shè)計(jì)效率。同時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、有限元分析（FEA）和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）等技術(shù)手段，提高設(shè)計(jì)精度。2.2航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和疲勞壽命等原則，保證航空器在飛行過程中承受各種載荷，并具有良好的安全功能。2.2.2結(jié)構(gòu)材料航空器結(jié)構(gòu)材料主要包括鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料等。設(shè)計(jì)師需根據(jù)結(jié)構(gòu)部位和受力特點(diǎn)，合理選用材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化和高可靠性。2.2.3結(jié)構(gòu)布局航空器結(jié)構(gòu)布局包括梁式、框式、翼身融合等類型。設(shè)計(jì)師需充分考慮結(jié)構(gòu)受力、空間利用、工藝性和維護(hù)性等因素，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局。2.3航空器氣動(dòng)設(shè)計(jì)2.3.1氣動(dòng)設(shè)計(jì)目標(biāo)氣動(dòng)設(shè)計(jì)旨在提高航空器的飛行功能，降低阻力，增加升力，改善穩(wěn)定性和操控性。2.3.2氣動(dòng)布局氣動(dòng)布局包括翼型、機(jī)翼、尾翼、機(jī)身等部分。設(shè)計(jì)師需根據(jù)航空器用途和飛行功能要求，選擇合適的氣動(dòng)布局形式。2.3.3氣動(dòng)特性分析運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)航空器氣動(dòng)特性進(jìn)行模擬和分析，優(yōu)化氣動(dòng)布局，提高氣動(dòng)功能。2.3.4氣動(dòng)優(yōu)化通過調(diào)整翼型、機(jī)翼安裝角、尾翼等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)功能的優(yōu)化。同時(shí)考慮氣動(dòng)熱、氣動(dòng)噪聲等影響，提高航空器的環(huán)境適應(yīng)性。2.3.5氣動(dòng)試驗(yàn)開展風(fēng)洞試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)等，驗(yàn)證氣動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性和準(zhǔn)確性，為航空器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。第3章航空器制造工藝3.1飛機(jī)制造工藝概述飛機(jī)制造工藝是航空器設(shè)計(jì)與制造過程中的重要環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平直接影響到飛機(jī)的功能、安全和成本。本節(jié)主要介紹飛機(jī)制造工藝的基本概念、分類及發(fā)展趨勢(shì)。飛機(jī)制造工藝主要包括以下幾種類型：（1）金屬加工工藝：包括鈑金加工、機(jī)械加工、焊接、熱處理等；（2）非金屬加工工藝：包括復(fù)合材料成型、塑料成型、橡膠成型等；（3）裝配工藝：包括部件裝配、總裝、調(diào)試等；（4）表面處理工藝：包括噴漆、氧化、鍍層等。航空技術(shù)的不斷發(fā)展，飛機(jī)制造工藝也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，如自動(dòng)化、數(shù)字化、綠色制造等。3.2鈑金加工工藝鈑金加工工藝是飛機(jī)制造中常用的一種金屬加工方法，主要用于制造飛機(jī)的殼體、隔框、翼肋等零部件。鈑金加工主要包括以下步驟：（1）下料：根據(jù)圖紙要求，將原材料切割成所需形狀；（2）折彎：將切割好的板材進(jìn)行折彎，形成所需角度；（3）焊接：將折彎好的零部件焊接成一體；（4）校正：對(duì)焊接后的零部件進(jìn)行校正，保證其形狀和尺寸準(zhǔn)確；（5）表面處理：對(duì)鈑金件進(jìn)行噴漆、氧化等表面處理，提高其耐腐蝕性。鈑金加工工藝的關(guān)鍵在于精確控制板材的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，以保證飛機(jī)零部件的強(qiáng)度和剛度。3.3復(fù)合材料成型工藝復(fù)合材料成型工藝是飛機(jī)制造中一種重要的非金屬加工方法，具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合材料成型工藝主要包括以下幾種：（1）手糊成型：將預(yù)浸料按順序鋪放在模具上，通過手工壓實(shí)、固化，形成所需形狀；（2）樹脂傳遞模塑（RTM）：將預(yù)浸料放入封閉模具中，通過樹脂泵壓力將樹脂注入預(yù)浸料層，固化成型；（3）真空輔助成型（VAC）：在模具表面覆蓋預(yù)浸料，利用真空吸力使預(yù)浸料緊貼模具，然后進(jìn)行固化；（4）熱壓成型：將預(yù)浸料放入熱壓機(jī)中，通過加熱和壓力使其成型。復(fù)合材料成型工藝的關(guān)鍵在于合理選擇成型方法、控制預(yù)浸料鋪放順序和方向、保證固化過程中的溫度和壓力均勻，以提高制件的功能和可靠性。第4章飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析4.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基礎(chǔ)4.1.1結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念與分類結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是指飛機(jī)結(jié)構(gòu)在預(yù)定使用條件下承受載荷的能力。本章主要討論飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分類及其定義如下：（1）靜強(qiáng)度：飛機(jī)結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下，不發(fā)生破壞的最大承載能力。（2）疲勞強(qiáng)度：飛機(jī)結(jié)構(gòu)在反復(fù)交變載荷作用下，不發(fā)生疲勞破壞的能力。（3）斷裂強(qiáng)度：飛機(jī)結(jié)構(gòu)在裂紋擴(kuò)展過程中，不發(fā)生突然斷裂的能力。4.1.2結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析主要包括以下方法：（1）解析法：基于彈性力學(xué)、塑性力學(xué)和斷裂力學(xué)理論，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析。（2）數(shù)值法：采用有限元方法、邊界元方法等數(shù)值分析方法，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析。（3）實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估。4.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂分析4.2.1疲勞分析方法疲勞分析主要包括以下方法：（1）名義應(yīng)力法：根據(jù)SN曲線和疲勞壽命方程，評(píng)估飛機(jī)結(jié)構(gòu)在循環(huán)載荷作用下的疲勞壽命。（2）局部應(yīng)力應(yīng)變法：考慮應(yīng)力集中和局部應(yīng)變對(duì)疲勞壽命的影響，進(jìn)行疲勞分析。（3）裂紋擴(kuò)展法：基于斷裂力學(xué)理論，分析裂紋在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)展過程，預(yù)測(cè)疲勞壽命。4.2.2斷裂分析方法斷裂分析主要包括以下方法：（1）線彈性斷裂力學(xué)方法：基于應(yīng)力強(qiáng)度因子和斷裂韌性，評(píng)估裂紋尖端的應(yīng)力狀態(tài)和斷裂風(fēng)險(xiǎn)。（2）彈塑性斷裂力學(xué)方法：考慮裂紋尖端的塑性變形，對(duì)斷裂過程進(jìn)行分析。（3）損傷容限方法：結(jié)合斷裂力學(xué)和疲勞分析方法，評(píng)估飛機(jī)結(jié)構(gòu)在存在裂紋情況下的安全使用壽命。4.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析4.3.1結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基本原理結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究飛機(jī)結(jié)構(gòu)在動(dòng)載荷作用下的響應(yīng)和穩(wěn)定性?；驹戆ǎ海?）動(dòng)力學(xué)方程：建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程，包括運(yùn)動(dòng)方程、幾何方程和物理方程。（2）動(dòng)力響應(yīng)：分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)在動(dòng)載荷作用下的位移、速度、加速度等響應(yīng)。（3）振動(dòng)特性：研究飛機(jī)結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比和振型等動(dòng)力特性。4.3.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法主要包括：（1）模態(tài)分析：通過求解飛機(jī)結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，為動(dòng)力響應(yīng)分析提供依據(jù)。（2）響應(yīng)譜分析：根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的載荷譜，分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。（3）隨機(jī)振動(dòng)分析：考慮動(dòng)載荷的隨機(jī)性，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。本章對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析進(jìn)行了詳細(xì)闡述，包括結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基礎(chǔ)、疲勞與斷裂分析以及動(dòng)力特性分析。通過對(duì)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，有助于深入了解飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相關(guān)理論和方法，為航空器設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。第5章航空器氣動(dòng)特性分析5.1航空器氣動(dòng)特性概述本章主要對(duì)航空器氣動(dòng)特性進(jìn)行分析。氣動(dòng)特性是指航空器在飛行過程中與空氣相互作用所表現(xiàn)出的功能特點(diǎn)。了解和掌握航空器氣動(dòng)特性對(duì)于保證飛行安全和提高飛行功能具有重要意義。航空器氣動(dòng)特性主要包括以下幾個(gè)方面：升力特性、阻力特性、俯仰力矩特性、橫側(cè)穩(wěn)定性及操縱性等。5.2亞音速氣動(dòng)特性分析亞音速氣動(dòng)特性分析主要關(guān)注航空器在飛行速度低于音速時(shí)的氣動(dòng)功能。在此速度范圍內(nèi)，空氣可視為不可壓縮流體，航空器所受的氣動(dòng)載荷主要為：（1）升力：主要由機(jī)翼產(chǎn)生，與機(jī)翼形狀、迎角、飛行速度及空氣密度等因素有關(guān)。（2）阻力：主要包括摩擦阻力、形狀阻力、誘導(dǎo)阻力和干擾阻力等，與航空器表面光滑程度、形狀、迎角及飛行速度等因素有關(guān)。（3）俯仰力矩：主要由機(jī)翼和水平尾翼產(chǎn)生，影響航空器的俯仰穩(wěn)定性。（4）橫側(cè)穩(wěn)定性：主要由垂直尾翼和機(jī)翼產(chǎn)生，保證航空器在飛行過程中的橫向穩(wěn)定性。5.3跨音速與超音速氣動(dòng)特性分析跨音速與超音速氣動(dòng)特性分析主要關(guān)注航空器在飛行速度接近或超過音速時(shí)的氣動(dòng)功能。在此速度范圍內(nèi)，空氣可視為可壓縮流體，航空器所受的氣動(dòng)載荷特性發(fā)生變化：（1）跨音速區(qū)域：當(dāng)飛行速度接近音速時(shí)，空氣壓縮效應(yīng)逐漸明顯，氣動(dòng)載荷發(fā)生變化。此時(shí)，升力系數(shù)和阻力系數(shù)均增大，俯仰力矩系數(shù)減小，航空器易出現(xiàn)失速現(xiàn)象。（2）超音速區(qū)域：飛行速度超過音速后，空氣壓縮效應(yīng)更加顯著，氣動(dòng)載荷特性進(jìn)一步變化。升力系數(shù)和阻力系數(shù)繼續(xù)增大，但增長(zhǎng)速率逐漸減小。俯仰力矩系數(shù)隨迎角的增大而減小，橫側(cè)穩(wěn)定性降低。在跨音速與超音速飛行過程中，航空器設(shè)計(jì)者需要充分考慮氣動(dòng)特性變化，優(yōu)化機(jī)翼、尾翼等部件的形狀和位置，以保證飛行安全和提高飛行功能。同時(shí)還需關(guān)注氣動(dòng)熱效應(yīng)、激波現(xiàn)象等問題，以保證航空器的可靠性和穩(wěn)定性。第6章航空器飛行控制系統(tǒng)6.1飛行控制系統(tǒng)概述航空器飛行控制系統(tǒng)是保證飛行器在整個(gè)飛行過程中穩(wěn)定、可靠和高效執(zhí)行飛行動(dòng)作的關(guān)鍵系統(tǒng)。本章將從飛行控制系統(tǒng)的基本概念、組成、功能及其在航空器設(shè)計(jì)中的重要性進(jìn)行概述。6.1.1基本概念飛行控制系統(tǒng)是指通過自動(dòng)或人工控制方式，對(duì)航空器的飛行姿態(tài)、飛行速度、飛行高度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證飛行器完成既定飛行任務(wù)的一套綜合系統(tǒng)。6.1.2系統(tǒng)組成飛行控制系統(tǒng)主要包括傳感器、飛行控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制面和飛行控制計(jì)算機(jī)等組成部分。6.1.3功能飛行控制系統(tǒng)的核心功能包括：姿態(tài)控制、飛行軌跡控制、飛行速度控制、飛行高度控制等。6.1.4重要性飛行控制系統(tǒng)在航空器設(shè)計(jì)中的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）保證飛行安全；2）提高飛行器的操控功能；3）降低飛行員的工作負(fù)荷；4）適應(yīng)復(fù)雜多變的飛行環(huán)境。6.2飛行控制律設(shè)計(jì)飛行控制律設(shè)計(jì)是飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到飛行器的穩(wěn)定性和操控功能。本節(jié)將從飛行控制律的基本原理、設(shè)計(jì)方法及其在航空器中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。6.2.1基本原理飛行控制律設(shè)計(jì)依據(jù)飛行器動(dòng)力學(xué)、控制理論、系統(tǒng)辨識(shí)等基本原理，通過對(duì)飛行器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，建立合適的控制律。6.2.2設(shè)計(jì)方法飛行控制律設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾種：1）經(jīng)典控制方法；2）現(xiàn)代控制方法；3）智能控制方法；4）自適應(yīng)控制方法。6.2.3應(yīng)用飛行控制律設(shè)計(jì)在航空器中的應(yīng)用包括：1）飛行器姿態(tài)控制；2）飛行器飛行軌跡控制；3）飛行器飛行速度和高度控制；4）飛行器制導(dǎo)與導(dǎo)航。6.3飛行控制仿真與驗(yàn)證飛行控制仿真與驗(yàn)證是保證飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。本節(jié)將介紹飛行控制仿真的基本方法、驗(yàn)證過程及其在航空器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。6.3.1基本方法飛行控制仿真的基本方法包括：1）數(shù)學(xué)仿真；2）半物理仿真；3）硬件在環(huán)仿真；4）飛行試驗(yàn)仿真。6.3.2驗(yàn)證過程飛行控制仿真驗(yàn)證過程主要包括以下步驟：1）建立飛行控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；2）搭建仿真環(huán)境；3）設(shè)置仿真場(chǎng)景；4）執(zhí)行仿真計(jì)算；5）分析仿真結(jié)果；6）優(yōu)化飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。6.3.3應(yīng)用飛行控制仿真與驗(yàn)證在航空器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)在：1）評(píng)估飛行控制系統(tǒng)的功能；2）發(fā)覺和解決飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題；3）優(yōu)化飛行控制策略；4）為飛行試驗(yàn)提供參考依據(jù)。第7章航空器動(dòng)力裝置7.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)概述航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為航空器的心臟，其功能直接影響著飛行器的飛行功能、燃油效率及安全性。本節(jié)主要介紹航空發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、組成及功能參數(shù)。7.1.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要分為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)兩大類。其中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又可分為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。7.1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)組成航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要由以下幾部分組成：（1）壓氣機(jī)：用于提高空氣壓力，為燃燒室提供高壓空氣。（2）燃燒室：將高壓空氣與燃油混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體。（3）渦輪：利用高溫高壓氣體膨脹做功，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和其它附件。（4）尾噴管：將渦輪后的高溫高壓氣體加速排出，產(chǎn)生推力。（5）控制系統(tǒng)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。7.1.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能參數(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功能參數(shù)包括推力、燃油消耗率、功率、熱效率等。7.2渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代民用大型客機(jī)的主流動(dòng)力裝置。本節(jié)主要介紹渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。7.2.1空氣流過壓氣機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，空氣流過壓氣機(jī)，被壓縮后進(jìn)入燃燒室。7.2.2燃油在燃燒室內(nèi)燃燒在燃燒室內(nèi)，高壓空氣與燃油混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體。7.2.3高溫高壓氣體驅(qū)動(dòng)渦輪高溫高壓氣體流過渦輪，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。7.2.4風(fēng)扇產(chǎn)生推力風(fēng)扇將外界的空氣加速排出，產(chǎn)生推力，推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。7.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分。本節(jié)主要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組成和工作原理。7.3.1控制系統(tǒng)組成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：（1）傳感器：用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的工作狀態(tài)，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等。（2）控制器：根據(jù)傳感器采集的信號(hào)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)控制器的指令，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的工作狀態(tài)。7.3.2控制系統(tǒng)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過以下方式工作：（1）采集發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的實(shí)時(shí)工作數(shù)據(jù)。（2）分析處理數(shù)據(jù)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。（3）根據(jù)工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整燃油供應(yīng)、噴口開度等參數(shù)。（4）保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工作狀態(tài)下運(yùn)行，提高燃油效率，保證飛行安全。第8章航空器機(jī)載系統(tǒng)與設(shè)備8.1航空電子系統(tǒng)8.1.1概述航空電子系統(tǒng)是航空器的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)飛行信息的采集、處理、顯示和傳遞。本章主要介紹航空器設(shè)計(jì)中航空電子系統(tǒng)的基本組成、功能及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。8.1.2航空電子系統(tǒng)組成（1）飛行管理系統(tǒng)（FMS）（2）導(dǎo)航系統(tǒng)（3）通信系統(tǒng)（4）顯示系統(tǒng)（5）飛行控制系統(tǒng)（6）監(jiān)視系統(tǒng)8.1.3航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)（2）電磁兼容性設(shè)計(jì)（3）軟件可靠性設(shè)計(jì)（4）硬件可靠性設(shè)計(jì)8.2航空電氣系統(tǒng)8.2.1概述航空電氣系統(tǒng)為航空器提供電能，保證航空器各系統(tǒng)、設(shè)備的正常運(yùn)行。本章主要介紹航空電氣系統(tǒng)的組成、工作原理及設(shè)計(jì)要求。8.2.2航空電氣系統(tǒng)組成（1）電源系統(tǒng)（2）配電系統(tǒng)（3）用電設(shè)備8.2.3航空電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（1）電氣系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)（2）電氣系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)（3）電氣系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)（4）電磁兼容性設(shè)計(jì)8.3航空器機(jī)載設(shè)備8.3.1概述航空器機(jī)載設(shè)備是指安裝在航空器上的各種設(shè)備，主要包括飛行控制設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、通信設(shè)備、探測(cè)設(shè)備等。本章主要介紹這些設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。8.3.2飛行控制設(shè)備設(shè)計(jì)（1）飛行控制設(shè)備功能（2）飛行控制設(shè)備結(jié)構(gòu)（3）飛行控制設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.3.3導(dǎo)航設(shè)備設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)航設(shè)備功能（2）導(dǎo)航設(shè)備結(jié)構(gòu)（3）導(dǎo)航設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.3.4通信設(shè)備設(shè)計(jì)（1）通信設(shè)備功能（2）通信設(shè)備結(jié)構(gòu)（3）通信設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.3.5探測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)（1）探測(cè)設(shè)備功能（2）探測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)（3）探測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)8.3.6其他機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì)（1）氧氣設(shè)備（2）空調(diào)設(shè)備（3）燃油設(shè)備（4）消防設(shè)備（5）應(yīng)急設(shè)備第9章航空器制造與裝配9.1制造與裝配工藝概述航空器制造與裝配工藝是航空工業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平直接關(guān)系到航空器的功能、安全及生產(chǎn)效率。本節(jié)將從航空器制造與裝配的基本概念、分類及發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行概述。9.1.1制造與裝配工藝基本概念航空器制造與裝配工藝主要包括金屬切削加工、鈑金加工、焊接、熱處理、表面處理、裝配及檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。這些工藝過程相互關(guān)聯(lián)，共同保證航空器的質(zhì)量與功能。9.1.2制造與裝配工藝分類根據(jù)航空器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)要求，航空器制造與裝配工藝可分為以下幾類：（1）機(jī)械加工：包括金屬切削加工、鈑金加工等，用于制造航空器結(jié)構(gòu)件、零部件。（2）特種加工：如電火花加工、激光加工等，用于高精度、復(fù)雜形狀的航空器零件加工。（3）焊接：包括熔焊、壓力焊等，用于連接航空器結(jié)構(gòu)部件。（4）熱處理：通過改變材料內(nèi)部組織，提高航空器零部件的功能。（5）表面處理：如陽(yáng)極氧化、噴涂等，用于提高航空器零部件的耐腐蝕功能。（6）裝配：將制造完成的零部件按設(shè)計(jì)要求組裝成航空器。（7）檢驗(yàn)：對(duì)制造與裝配過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，保證航空器質(zhì)量。9.1.3制造與裝配工藝發(fā)展趨勢(shì)航空工業(yè)的快速發(fā)展，航空器制造與裝配工藝不斷進(jìn)步。主要發(fā)展趨勢(shì)如下：（1）數(shù)字化制造：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化、制造過程的自動(dòng)化。（2）自動(dòng)化裝配：采用、自動(dòng)化設(shè)備等提高裝配效率及精度。（3）精密制造：發(fā)展高精度、高可靠性制造技術(shù)，提高航空器功能。（4）綠色制造：降低能源消耗、減少污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。9.2飛機(jī)制造與裝配工藝流程飛機(jī)制造與裝配工藝流程是航空器制造的核心環(huán)節(jié)，本節(jié)將從以下幾個(gè)方面介紹飛機(jī)制造與裝配工藝流程。9.2.1飛機(jī)制造工藝流程飛機(jī)制造工藝流程主要包括以下階段：（1）原材料準(zhǔn)備：采購(gòu)合格的原材料，進(jìn)行入庫(kù)、保管、預(yù)處理等。（2）零部件制造：采用機(jī)械加工、鈑金加工、焊接等工藝制造零部件。（3）部裝：將零部件組裝成組件、段件等。（4）總裝：將部裝后的組件、段件等組裝成完整的飛機(jī)。（5）調(diào)試與檢驗(yàn)：對(duì)制造完成的飛機(jī)進(jìn)行調(diào)試、檢驗(yàn)，保證其功能及質(zhì)量。9.2.2飛機(jī)裝配工藝流程飛機(jī)裝配工藝流程主要包括以下步驟：（1）預(yù)裝配：對(duì)零部件進(jìn)行清洗、去毛刺等預(yù)處理，然后進(jìn)行初步組裝。（2）定位：采用測(cè)量、劃線等方法確定零部件在裝配位置。（3）裝配：按照設(shè)計(jì)要求，將零部件組裝成組件、段件等。（4）連接：采用鉚接、螺接等連接方式，保證裝配結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（5）檢驗(yàn)：對(duì)裝配過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，保證裝配質(zhì)量。9.3航空器裝配精度控制航空器裝配精度是衡量航空器功能和安全性的重要指標(biāo)。本節(jié)將從以下幾個(gè)方面介紹航空器裝配精度控制。9.3.1裝配精度控制方法航空器裝配精度控制方法主要包括以下幾種：（1）測(cè)量：采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀等設(shè)備進(jìn)行裝配精度測(cè)量。（2）調(diào)整：根據(jù)測(cè)量結(jié)果，對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使其滿足設(shè)計(jì)要求。（3）補(bǔ)償：通過改變裝配順序、調(diào)整連接方式等，補(bǔ)償裝配誤差。（4）檢驗(yàn)：對(duì)裝配后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行