燃气轮机性能分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李淑英 著

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• 动力系统
• 仿真
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出版社： 哈尔滨工程大学

ISBN：9787566112965

商品编码：17369253614

出版时间：2017-04-01

基本信息

商品名称： 燃气轮机性能分析	出版社： 哈尔滨工程大学	出版时间：2017-04-01
作者：李淑英	译者：	开本： 16开
定价： 27.00	页数：171	印次： 1
ISBN号：9787566112965	商品类型：图书	版次： 1

《航空发动机推力矢量控制技术研究》 内容概要 本书深入探讨了航空发动机推力矢量控制（TVC）技术的核心原理、关键技术、设计方法、仿真分析以及未来发展趋势。推力矢量控制是现代战斗机实现超机动性的重要手段，能够显著提升飞机的攻角、俯仰率和瞬时转弯能力，赋予飞机在复杂空战中无与伦比的优势。本书旨在为航空航天领域的科研人员、工程师以及高等院校相关专业师生提供一本系统、详尽的参考资料，帮助读者全面理解TVC技术的内涵与应用。 第一章 引言 本章首先概述了航空发动机推力矢量控制技术的发展历程，从早期的概念提出到如今的广泛应用，梳理了TVC技术在航空器设计中的重要地位和作用。通过分析传统气动控制的局限性，突出了TVC技术在突破飞行包线、提升作战性能方面的独特价值。同时，本章也阐述了TVC技术在不同类型航空器（如战斗机、无人机、导弹）中的应用前景，并提出了本书的研究目标和内容安排，为后续章节的学习奠定基础。 第二章 推力矢量控制基本原理 本章详细阐述了推力矢量控制的基本物理原理。首先，从动量守恒和牛顿第三定律的角度，解释了如何通过改变发动机喷管的排气方向来产生额外的控制力矩。接着，详细介绍了推力矢量的类型，包括单轴矢量、双轴矢量和三轴矢量，并分析了它们在产生不同方向和大小推力矢量方面的能力差异。在此基础上，深入讲解了推力矢量控制的实现方式，主要包括： 膨胀衬套式（Pintle Nozzle）： 介绍了其基本结构，通过改变膨胀衬套的轴向位置来控制喷管喉部面积和出口扩张比，从而实现推力大小和方向的调整。 二维推力矢量喷管（2D Thrust Vectoring Nozzle）： 重点分析了俯仰（pitch）和偏航（yaw）二维矢量喷管的设计原理，通常采用矩形或扁平喷管，通过偏转喷管的上、下或左右壁面来实现推力矢量的偏转。 三维推力矢量喷管（3D Thrust Vectoring Nozzle）： 探讨了在二维基础上增加滚转（roll）控制能力的喷管设计，通常采用更复杂的机械结构或多喷口设计，以实现更全面的推力矢量控制。 此外，本章还深入分析了推力矢量控制对发动机性能的影响，包括推力损失、燃油消耗率增加以及工作稳定性的变化，并提出了相应的补偿策略。 第三章 推力矢量喷管设计与结构 本章聚焦于推力矢量喷管的具体设计与结构。详细介绍了实现推力矢量偏转的常用作动机构，包括： 液压作动系统： 分析了液压伺服阀、油缸、连杆等组件在精确控制喷管偏转过程中的作用，探讨了其响应速度、精度和可靠性。 电动作动系统： 介绍了伺服电机、减速器、滚珠丝杠等组件，分析了其在轻量化、集成化方面的优势，以及在复杂环境下工作的可靠性。 气压或特种流体作动系统： 针对特定应用场景，探讨了其他作动方式的优缺点。 在喷管结构设计方面，本章重点讲解了： 喉部与膨胀段设计： 分析了如何根据发动机工作参数和推力矢量要求，优化喷管的喉部面积和膨胀比，以实现最佳的能量转换效率。 矢量偏转机构设计： 详细介绍了用于实现喷管偏转的各种几何构型，如铰链式、球关节式、柔性壁式等，并分析了它们在密封性、耐久性和偏转范围上的技术特点。 热防护与材料选择： 探讨了高温燃气对喷管材料的严峻考验，介绍了耐高温合金、陶瓷基复合材料等先进材料的应用，以及有效的隔热和热防护措施。 密封技术： 强调了在高压高温环境下，保证喷管密封性能的重要性，介绍了高性能密封圈、金属密封等技术。 第四章 推力矢量控制系统集成与控制律设计 本章深入探讨了推力矢量控制系统的集成与控制律设计。 系统集成： 分析了TVC系统与飞行控制系统（FCS）、发动机控制系统（FADEC）之间的接口关系和信息交互。详细介绍了TVC系统在航空器中的安装位置、管路布置、线路连接等工程问题，并强调了系统的整体稳定性、鲁棒性和故障诊断能力。 控制律设计： 基本控制策略： 讲解了基于PID控制、状态空间控制等传统控制方法的TVC系统设计。 模型预测控制（MPC）： 深入分析了MPC在TVC系统中的应用，强调其能够考虑未来约束，实现更优的控制性能。 自适应控制与鲁棒控制： 探讨了如何应对发动机参数变化、外扰等不确定性因素，提高TVC系统的鲁棒性和自适应能力。 飞控与TVC的协同控制： 详细研究了如何将TVC产生的附加控制力矩与传统的飞控指令进行有效融合，以实现更精细的飞行姿态控制。例如，在超机动飞行中，TVC可以提供主要的滚转和俯仰控制，而飞控系统则负责姿态稳定和轨迹跟踪。 非线性控制方法： 引入了滑模控制、反馈线性化等先进非线性控制技术在TVC系统中的应用，以应对TVC系统本身的非线性特性。 第五章 推力矢量控制系统的仿真与验证 本章重点介绍推力矢量控制系统的仿真分析和地面/飞行验证方法。 数学模型建立： 详细介绍了如何建立高精度的发动机模型、推力矢量喷管模型以及飞行器气动模型。包括考虑发动机的非线性工作特性、喷管偏转对气动性能的影响以及TVC系统本身的动力学特性。 仿真平台与方法： 介绍了常用的仿真软件（如MATLAB/Simulink, ANSYS Fluent, ADAMS等）在TVC系统仿真中的应用。分析了定常仿真、瞬态仿真、稳定性仿真以及大迎角/高攻角飞行条件下的仿真方法。 数值模拟： 探讨了计算流体动力学（CFD）在喷管流动特性分析、推力矢量损失评估等方面的应用。 硬件在环（HIL）仿真： 阐述了HIL仿真技术在TVC系统验证中的重要性，通过模拟真实环境，对控制硬件和软件进行集成测试。 风洞试验与飞行试验： 详细介绍了TVC系统在风洞和实际飞行中进行的各项试验，包括推力性能测试、操稳特性验证、超机动科目演示等，以及如何根据试验结果对设计和控制律进行优化。 第六章 推力矢量控制技术的应用与发展前景 本章将TVC技术在不同领域的应用进行梳理，并展望其未来发展趋势。 在战斗机上的应用： 重点分析了TVC技术如何提升战斗机的格斗性能、态势感知能力和规避能力。介绍了TVC在提升超音速飞行性能、缩短起降距离等方面的潜力。 在无人机（UAV）上的应用： 探讨了TVC如何赋予无人机更强的机动性和生存能力，尤其是在侦察、监视、攻击等任务中的价值。 在导弹技术中的应用： 分析了TVC如何提高导弹的机动性和末端制导精度，尤其是在应对高速机动目标时的作用。 未来发展趋势： 智能化与自主化： 探讨了人工智能（AI）、机器学习等技术在TVC系统中的应用，实现更智能的故障诊断、自适应控制和任务规划。 集成化与小型化： 展望了TVC系统朝着更轻、更紧凑、更高集成度的方向发展，以适应新一代航空器的设计需求。 先进作动与新型喷管： 探讨了更高效、更可靠的作动技术，以及创新性的喷管构型（如多模态推力矢量喷管）。 与电推进等新动力技术的融合： 展望了TVC技术与未来新型动力技术（如电推进）的结合，可能开辟新的飞行设计范式。 结论 本书系统地梳理了航空发动机推力矢量控制技术的理论基础、设计实现、控制策略、仿真验证及未来发展。通过对TVC技术的深入剖析，旨在为读者提供一个全面而深入的认知框架，并启发对该领域未来研究的思考。TVC技术是提升航空器作战效能和飞行性能的关键技术之一，随着科技的不断发展，其应用前景将更加广阔。 参考文献 （此处将列出详细的参考文献列表，涵盖期刊论文、会议论文、专著、技术报告等。） 致谢 （此处为致谢部分，感谢在本书撰写过程中给予帮助的个人和机构。）

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是它极强的实践指导性。虽然名为“性能分析”，但它不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量实际应用中的案例和解决方案。作者非常善于将抽象的性能参数与具体的工程问题联系起来。例如，在讨论不同工况下燃气轮机效率变化时，书中不仅仅给出了性能曲线，还分析了实际运行中可能遇到的环境因素（如进气温度、湿度、海拔高度）对这些参数的实际影响，以及如何根据这些变化来调整运行策略以最大化效率或功率输出。此外，书中还详细介绍了常见的性能测试方法和数据采集技术，这对于现场工程师来说具有极高的参考价值。我尤其注意到关于燃气轮机故障诊断和维护的部分，作者通过分析实际运行数据中的异常波动，指导读者如何快速定位问题，并给出相应的维修建议。这些内容都充满了“干货”，让人感觉读完之后就能立刻投入到实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的是这本书在深入研究方面展现出的深度和广度。它并没有回避那些复杂和细致的工程问题，而是逐一攻克。对于燃气轮机性能分析中的关键环节，例如流动损失的计算、热应力分析、以及燃烧不稳定性等问题，作者都进行了细致的剖析。书中引入了许多先进的分析工具和数值模拟方法，并解释了它们的应用原理和局限性，这对于想要进行更高级研究的读者来说，无疑是一笔宝贵的财富。我尤其对书中关于燃气轮机在不同应用场景下的性能权衡分析部分很感兴趣，比如在发电、航空推进和工业驱动等领域，对性能的要求会有哪些侧重点，以及如何在设计中进行取舍。这种多角度的分析，让我看到了燃气轮机技术发展的复杂性和精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《燃气轮机性能分析》，读完之后，我发现它在很多方面都让我感到惊喜。首先，它在理论基础的讲解上非常扎实。我原本以为这本书会直接切入复杂的计算和图表，但事实并非如此。作者花了相当大的篇幅来梳理燃气轮机的工作原理，从热力学循环的基础，如布雷顿循环，到各个关键部件（压气机、燃烧室、涡轮）的设计理念和影响因素，都做了详尽而清晰的阐述。每个概念的引入都伴随着严谨的推导和生动的类比，这使得即使是对燃气轮机了解不多的读者，也能逐步建立起完整的认识框架。例如，在讲解压气机的效率时，作者并没有止步于给出公式，而是通过分析气流损失、叶片攻角变化等细节，让我们深刻理解了效率低下的根源，以及如何通过优化设计来克服这些挑战。这种由浅入深的讲解方式，极大地降低了阅读门槛，同时也为后续更深入的性能分析打下了坚实的基础。我特别欣赏作者对于一些基本物理定律如何在燃气轮机中体现的解释，这让我对整个装置的运行有了更宏观的把握。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于其前瞻性和行业洞察力。在快速发展的技术浪潮中，燃气轮机技术也在不断革新。本书并没有仅仅停留在对现有技术的介绍，而是积极探讨了未来技术的发展趋势，例如提高效率、降低排放、以及适应新能源等方面的挑战和机遇。作者对一些新兴的燃气轮机技术，如联合循环、混合动力系统以及新型材料的应用，都进行了展望，并分析了它们在性能提升和环境可持续性方面的潜力。这使得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一份对于行业未来发展的思考。它鼓励读者跳出固有的思维模式，去探索更广泛的可能性，这对于我这样希望在这个领域持续学习和进步的人来说，具有重要的启示意义。

评分☆☆☆☆☆

从排版和语言风格上来说，这本书也做得非常出色。它采用清晰的章节划分和逻辑严谨的叙述方式，使得信息传递非常高效。图表和公式的运用恰到好处，既保证了内容的准确性，又不会让读者感到枯燥乏味。作者的语言简洁明了，避免了不必要的术语堆砌，力求让技术内容易于理解。即使是在讨论一些非常专业和复杂的概念时，作者也总能找到恰当的比喻或解释，将深奥的知识变得通俗易懂。阅读过程中，我发现自己能够轻松地跟随作者的思路，理解每一个分析步骤和结论。这种流畅的阅读体验，让我能够更专注于内容的学习，而不是被阅读本身所困扰，这对于一本技术类书籍来说，是非常难得的优点。