AIAA航空航天技術叢書：飛機係統設計和研製導論 [Design and Development of Aircraft Systems] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 伊恩·莫伊爾（Ian Moir），[英] 阿倫·西布裏奇（Allan Seabridge） 著，淩和生 等 譯，蔡運宏，楊帆，陳偉 校

圖書標籤:

• 航空航天工程
• 飛機設計
• 係統工程
• 航空係統
• 飛行器工程
• 設計與開發
• 工程技術
• 航空技術
• AIAA
• 航空航天

齣版社： 航空工業齣版社

ISBN：9787516500422

版次：1

商品編碼：11087246

包裝：平裝

外文名稱：Design and Development of Aircraft Systems

開本：16開

齣版時間：2012-07-01

用紙：膠版紙

頁數：173

字數：260000

正文語種：中文

內容簡介

《AIAA航空航天技術叢書：飛機係統設計和研製導論》是其係列篇《飛機係統》、《民用航空電子係統》和《軍用航空電子係統》的補充。它提供瞭有關飛機係統設計和研製的清晰的入門知識，其內容包括如何應用係統工程的方法。它突齣瞭研製和設計的程序，使讀者瞭解如何從用戶的需求來建立復雜係統的框架，從而形成各種綜閤的並完全適用的飛機係統的實際研發方法。過去的設計往往僅局限於單個學科領域，而現代飛機係統的設計將越來越多地需要考慮綜閤的問題。《AIAA航空航天技術叢書：飛機係統設計和研製導論》著重闡述産品的壽命周期、研製程序及其影響因素與所需的技能，以及係統的綜閤。
《AIAA航空航天技術叢書：飛機係統設計和研製導論》對於從事飛機及其係統和重要部件設計的人員、院校相關專業高年級學生與研究生都是極有價值的參考書或參考教材。

內頁插圖

目錄

第1章 引言
1.1 概述
1.2 係統的概念
1.3 技能
1.4 綜述
參考文獻
其他讀物

第2章 飛機係統
2.1 引言
2.2 定義
2.3 係統的日常例子
2.4 關注的飛機係統
2.4.1 機體係統
2.4.2 飛行器係統
2.4.3 航空電子係統
2.4.4 任務係統
2.5 一般的係統定義
參考文獻
其他讀物

第3章 設計和研製程序
3.1 引言
3.2 定義
3.3 産品壽命周期
3.4 初步設計（原理）階段
3.4.1 工程程序
3.4.2 工程技能
3.5 定義階段
3.5.1 工程程序
3.5.2 工程技能
3.6 設計階段
3.6.1 工程程序
3.6.2 工程技能
3.7 製造階段
3.7.1 工程程序
3.7.2 工程技能
3.8 試驗階段
3.8.1 工程程序
3.8.2 工程技能
3.9 使用階段
3.9.1 工程程序
3.9.2 工程技能
3.10 報廢或整修階段
3.10.1 工程程序
3.10.2 工程技能
3.11 整個壽命周期的任務
參考文獻
其他讀物

第4章 設計推動力
4.1 引言
4.2 商業環境中的設計推動力
4.2.1 用戶
4.2.2 市場和競爭
4.2.3 防衛政策
4.2.4 休閑和商務利益
4.2.5 政治
4.2.6 技術
4.3 項目環境中的設計推動力
4.3.1 標準和法規（條例）
4.3.2 可利用率
4.3.3 成本
4.3.4 大綱
4.3.5 性能
4.3.6 技能和資源
4.3.7 衛生、安全和環境問題
4.3.8 風險
4.4 産品環境中的設計推動力
4.4.1 功能性能
4.4.2 人機接口
4.4.3 機組人員和乘客
4.4.4 外掛和貨物
4.4.5 結構
4.4.6 安全性
4.4.7 質量
4.4.8 環境條件
4.5 産品工作環境中的推動力
4.5.1 熱量
4.5.2 噪聲
4.5.3 射頻輻射
4.5.4 太陽能量
4.5.5 高度
4.5.6 溫度
4.5.7 汙染／危害性物質
4.5.8 閃電
4.5.9 核、生物和化學武器的汙染
4.5.10 振動
4.5.11 衝擊
4.6 與子係統環境的接口
4.6.1 物理接口
4.6.2 動力源接口
4.6.3 數據傳輸接口
4.6.4 輸入／輸齣接口
4.6.5 狀態／離散數據
參考文獻
其他讀物

第5章 係統結構
第6章 係統綜閤
第7章 係統要求的驗證
第8章 實際考慮事項
第9章 構型控製
第10章 飛機係統實例
第11章 結論
附錄

前言/序言

新視野：現代飛行器結構與材料前沿探索 本書深入剖析瞭當代航空航天領域中，飛行器結構設計、先進材料應用及其製造工藝的最新發展趨勢與核心技術挑戰。全書共分為六個主要部分，旨在為航空航天工程師、研究人員以及相關專業學生提供一個全麵、深入的知識框架，以應對未來飛行器對輕量化、高可靠性與高性能提齣的嚴苛要求。 第一部分：高性能結構設計理論與分析 本部分著重於支撐現代飛行器氣動外形和內部負載傳遞的結構力學基礎。我們首先迴顧瞭經典結構理論在高速飛行器應用中的局限性，隨後引入瞭先進的結構設計範式。 非綫性有限元分析在高應力區域的應用： 詳細闡述瞭如何利用非綫性有限元方法模擬極端載荷（如起降衝擊、高超聲速氣動載荷）下濛皮、梁、框和隔框的屈服、蠕變和疲勞演化。討論瞭網格劃分策略、接觸算法的優化，以及如何將仿真結果與真實世界的損傷模型進行關聯。 損傷容限設計（Damage Tolerance）與故障安全設計： 探討瞭在材料和結構損傷齣現後，飛行器仍能安全運行的冗餘設計原則。著重分析瞭裂紋擴展速率的預測模型，特彆是針對復閤材料層閤闆中基體開裂和分層的交互影響。 主動與智能結構概念： 介紹瞭將傳感器、執行器集成到結構內部，以實現實時健康監測（SHM）和主動氣動彈性控製（AEC）的結構設計理念。討論瞭壓電材料（PZT）陣列在振動抑製和結構健康狀態評估中的集成方案。 第二部分：先進復閤材料體係與製造工藝 本部分聚焦於推動現代航空器性能飛躍的關鍵——碳縴維增強樹脂基復閤材料（CFRP）及其新型替代材料。 熱塑性復閤材料的崛起： 對比瞭熱固性樹脂與高性能熱塑性樹脂（如PEEK, PEKK）在韌性、耐溫性和可迴收性方麵的優勢。詳細介紹瞭熱塑性預浸料的鋪放技術，特彆是自動縴維鋪放（AFP）和自動帶材鋪放（ATL）工藝中消除孔隙率的關鍵控製點。 金屬基復閤材料（MMC）與陶瓷基復閤材料（CMC）的應用邊界： 深入探討瞭MMC在高溫結構部件（如渦輪葉片、燃燒室外殼）中的應用挑戰，包括基體與增強相的界麵反應控製。對CMC在超燃衝壓發動機進氣道、噴管等極端熱環境部件中的抗燒蝕和抗氧化機製進行瞭詳盡分析。 增材製造（3D打印）在關鍵結構件中的驗證： 分析瞭選擇性激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）等技術在鈦閤金和鎳基高溫閤金結構件製造中的優勢與局限。重點討論瞭增材製造部件的微觀組織演變、殘餘應力管理以及如何通過後處理（如熱等靜壓HIP）來滿足航空航天級的機械性能要求。 第三部分：氣動彈性力學與超聲速氣動耦閤 本部分關注結構與氣動載荷之間的動態耦閤作用，這是確保高馬赫數飛行器穩定性的核心課題。 高超聲速條件下的氣動熱與結構響應： 闡述瞭在馬赫數大於5的飛行條件下，空氣分子解離、激波-邊界層相互作用對結構錶麵溫度和熱載荷分布的影響。介紹瞭基於計算流體力學（CFD）和有限元法（FEM）的耦閤分析流程，特彆是如何處理非等溫邊界條件下的材料性能衰減。 顫振抑製與氣動彈性裕度設計： 詳細梳理瞭不同飛行階段（亞音速、跨音速、超音速）下的顫振臨界速度預測方法。針對柔性機翼設計，探討瞭無源（如配重）和有源（如控製麵偏轉）的氣動彈性控製策略。 低頻結構振動控製： 研究瞭大型無人機和高空長航時平颱中，由於結構柔度增大而引發的低頻模態問題，以及如何通過優化結構阻尼和使用調諧質量阻尼器（TMD）來提高飛行品質。 第四部分：連接技術與連接可靠性 飛行器是由數以萬計的部件通過連接件組裝而成，連接技術的可靠性直接決定瞭整體係統的安全性。 現代鉚接與螺栓連接的疲勞分析： 超越傳統的簡易計算方法，引入瞭基於局部應變能釋放率的鉚接疲勞壽命預測模型。討論瞭自鎖螺栓在反復載荷下的鬆動機製及其預防措施。 膠接技術在復閤材料結構中的優化： 深入分析瞭結構膠粘劑的本構模型，特彆是其對溫度和濕度的敏感性。重點介紹瞭自動化膠接工藝（如自動點膠和固化麯綫控製）對保證膠接界麵質量的關鍵作用。 異種材料連接的界麵工程： 探討瞭如何有效連接金屬與復閤材料（如在受力主承力部位），避免電化學腐蝕和熱膨脹係數不匹配導緻的界麵失效。介紹瞭過渡層材料的應用和錶麵預處理技術。 第五部分：輕量化與多功能化集成設計 本部分旨在探索如何通過集成化設計，減少冗餘部件，實現結構與功能（如儲能、散熱）的融閤。 結構件的電能存儲集成： 研究瞭將鋰離子電池或固態電池結構化封裝到機翼或機身隔框中，實現結構與能源係統的復閤化。討論瞭電池包的應力約束設計、熱管理以及火災隔離策略。 多功能吸波與隱身結構設計： 探討瞭將電磁波吸收材料直接集成到飛行器外殼結構中，以降低雷達散射截麵（RCS）。分析瞭結構層之間的介電常數和磁導率的調控對吸收性能的影響。 拓撲優化與輕量化迭代： 詳細介紹瞭如何利用拓撲優化軟件，在滿足特定載荷和邊界條件的前提下，生成最接近自然形態的承力結構形狀，並通過減材製造實現復雜拓撲結構的製造。 第六部分：測試、驗證與適航性要求 本部分關注如何將理論設計和製造工藝轉化為通過適航認證的、可飛行的産品。 全尺寸結構靜力與疲勞測試： 概述瞭大型飛行器結構（如機翼、尾翼）的地麵載荷測試方案，包括關鍵載荷點的加載模式、數據采集的同步性要求，以及如何模擬真實飛行載荷譜。 非破壞性評估（NDE）技術在全壽命周期中的應用： 重點介紹瞭超聲波相控陣（PAUT）、數字射綫照相（DRT）和紅外熱像檢測技術在識彆復閤材料內部分層、金屬疲勞裂紋以及膠接缺陷中的最新應用案例和數據解釋標準。 適航標準與可靠性指標： 簡要迴顧瞭特定區域（如美國聯邦航空條例FAR、歐洲航空安全局CS）對結構件安全係數、壽命目標以及適航取證過程中的關鍵技術文件要求。 本書的結構組織旨在模擬現代復雜飛行器從概念設計到最終認證的全過程，強調跨學科知識的融閤，為讀者提供應對未來航空航天挑戰的堅實技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

我不得不承認，這本書在探討航空電子設備（Avionics）的標準化和互操作性方麵，展現瞭遠超一般教材的洞察力。它沒有止步於介紹各個模塊的功能，而是聚焦於整個機載網絡的構建哲學。數據總綫技術，特彆是以時間和麵嚮服務的架構（SOA）為核心的現代數據鏈的演進，被闡述得深入淺齣。書中對嵌入式係統的實時性要求進行瞭細緻的量化分析，並討論瞭如何在高電磁乾擾環境下保證數據傳輸的完整性，這一點對於追求高可靠性的軍用平颱設計至關重要。此外，關於係統安全性和網絡安全（Cybersecurity）的章節，簡直是雪中送炭。麵對日益增長的網絡威脅，這本書提供瞭一套從設計源頭就植入安全防護的係統性方法論，而不是事後打補丁。我特彆欣賞作者對DO-254/DO-178C等關鍵適航標準的引用和解讀，它們將規範要求與工程實踐緊密地聯係瞭起來，讓原本枯燥的規範變得鮮活起來，成為瞭指導設計決策的有力工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一次對現代航空器“大腦”和“神經係統”的全麵解剖，對於係統集成和控製理論有興趣的讀者來說，價值無可估量。我過去總覺得飛行控製係統是黑箱子，但讀完這本書後，對飛控的架構設計有瞭醍醐灌頂的認識。作者對電傳飛控（Fly-by-Wire）的冗餘設計和故障隔離策略的論述達到瞭極高的水準。他們詳盡地對比瞭不同架構下的響應速度和穩定性裕度，分析瞭軟件在環（Software-in-the-Loop）仿真和硬件在環（Hardware-in-the-Loop）測試中的必要性。尤其讓我印象深刻的是關於人機交互界麵（HMI）的章節，它不僅關注瞭顯示器的信息密度，更深入討論瞭飛行員的認知負荷管理。書中引用的案例，涉及瞭從客機到高機動戰鬥機在不同飛行包綫下的控製律設計差異，這種跨領域對比，極大地拓寬瞭我的視野。對於想要從事復雜係統架構設計的年輕人而言，這本書提供的知識框架是堅實且極具前瞻性的，它教會我們如何在一個高度復雜的係統中保持清晰的邏輯主綫，確保萬無一失的安全冗餘。

評分☆☆☆☆☆

這部航空航天技術叢書的最新力作，實在是一本讓人愛不釋手的工程學聖經！我從頭到尾把它翻瞭個遍，感受最深的就是作者那種對工程細節近乎偏執的追求。特彆是關於飛行器結構可靠性分析的那幾章，簡直是教科書級彆的深度。他們不僅介紹瞭傳統的應力分析方法，還深入探討瞭復閤材料在現代機身設計中的應用，以及如何通過有限元分析來預測疲勞壽命。這本書的圖錶繪製得極其精美，那些復雜的力學模型和空氣動力學截麵圖，一下子就把抽象的理論具象化瞭。對於我這種長期在設計一綫摸爬滾打的工程師來說，裏麵提到的優化算法，比如基於遺傳算法的翼型改進方案，簡直是及時雨。我立刻把書中介紹的一個低速失速預警係統的迭代方法應用到瞭我們正在進行的原型機測試中，效果立竿見影。它提供的不僅僅是“是什麼”，更多的是“如何做”的實踐指南，讓你能真切感受到從概念到實體飛行的每一步艱辛與巧妙。它對材料科學和製造工藝的結閤點闡述得尤為透徹，讓人意識到，再好的設計圖紙，也離不開對現實約束的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

這是一本充滿曆史沉澱又緊扣未來脈搏的書。我尤其欣賞其中關於“適航性”（Airworthiness）理念演進的宏大敘事。作者沒有簡單地羅列規則，而是追溯瞭兩次世界大戰後航空事故教訓如何逐步催生齣現代的設計哲學。這種對“經驗的積纍”與“科學的迭代”的深刻反思，賦予瞭全書一種厚重的曆史感。閱讀過程中，我仿佛能看到早期試飛員們冒著生命危險換來的寶貴數據是如何被抽象成今天設計手冊上的安全裕度係數。更值得稱贊的是，書中對新興技術如人工智能在維護診斷（Predictive Maintenance）中的潛力進行瞭審慎的評估，既看到瞭其帶來的效率革命，也指齣瞭其在可解釋性（Explainability）方麵帶來的監管挑戰。這種既樂觀又審慎的態度，正是優秀工程師應有的品質。這本書成功地在曆史的基石上，為我們描繪瞭下一代飛行器在設計理念上可能發生的範式轉移。

評分☆☆☆☆☆

說實話，市麵上很多技術書籍都過於偏重理論推導，讀起來晦澀難懂，但這本書在係統工程的項目管理和生命周期規劃上，提供瞭極為實用的操作指南。它詳細闡述瞭V模型在現代大型航空項目中的具體應用，並對需求獲取、係統分解、集成測試和驗證（Verification & Validation）的各個階段的關鍵産齣物進行瞭清晰的界定。我發現書中關於成本估算和風險管理的章節，對項目經理尤其友好，它提供瞭一種自上而下的分解方法，確保設計決策始終與商業目標和時間錶保持一緻。作者沒有迴避現實中的妥協與權衡，比如在性能、成本和進度這“鐵三角”之間如何通過量化決策進行動態平衡。這本書就像一個經驗豐富的老總在給你上項目管理課，他告訴你哪裏容易齣錯，哪裏最需要投入資源。對於初涉大型復雜工程項目的團隊來說，這本書無疑是一份無價的路綫圖，幫助他們避免重蹈覆轍，實現高效且可控的項目交付。

評分☆☆☆☆☆

比較籠統的介紹瞭相關的東西

評分☆☆☆☆☆

o

評分☆☆☆☆☆

好書認真讀，有大綱性質，可以參考。

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，正在努力學習中

評分☆☆☆☆☆

70年代以後，飛機電子係統迅速嚮數字化、綜閤化和模塊化方嚮發展，齣現瞭先進的、具有標準化模塊結構的電子係統，某些專用係統已逐漸演變為通用係統（如綜閤顯示係統以及部分計算機）。在通用體係結構的基礎上擴展相應的專用係統，就能適應不同任務的飛機的需要。 隨著技術進步和功能及經濟性方麵要求的不斷提高，航空電子係統發展的趨勢是綜閤化程度在不斷提高。現代先進的飛機在硬件和軟件綜閤上達到瞭非常高的水平，在大大提升飛機功能和性能的同時較好地控製瞭飛機的成本。目前機載航空電子係統的綜閤主要體現在座艙綜閤顯示控製、綜閤數據處理、綜閤導航引導、綜閤監視與告警等方麵。 A380和波音787都實現瞭駕駛艙和客艙電子係統的全麵綜閤，使航空電子體係更加完整和協調；同時也將空地應用需求緊密結閤起來，便於實現空地運行網絡化管理和滿足空地一體化無縫隙不間斷服務的需求。隨著新航行係統的部署，地空和空空數據鏈在新航行係統中的作用越來越大，使得航電係統與地麵係統能緊密地融閤。 近20年來，民用飛機利用電傳飛行控製係統（FBW）替代傳統的機械操縱係統，並廣泛應用主動控製技術（ACT），取得瞭前所未有的成效。目前，歐美等先進的民用飛機，如：A320、A340、波音777、A380、波音787等都以數字電傳飛行控製係統為基礎，應用主動控製技術的成功範例，代錶瞭民用飛機飛行控製係統的發展趨勢。 以開放式結構和模塊化為特徵的航電係統在A380和波音787飛機上達到瞭新的水平。A380飛機航空電子係統是基於ARINC653標準的、開放式的綜閤模塊化航空電子係統（IMA），由航空電子全雙工以太網（AFDX）和18個IMA模塊構成；波音787飛機航空電子係統采用滿足ARINC 653標準的、開放式係統結構的通用核心係統（CCS），並采用滿足ARINC664標準的、光縴以太網的通用數據網絡（CDN）。正如柯林斯公司的首席運營官所說：“無論是軍用飛機還是民用飛機，也無論是乾綫機還是支綫機，甚至不管是固定翼飛機還是鏇翼飛機，不同平颱的任務係統或許在功能上有差彆，但以模塊化的係統與開放式結構為基礎的設計具有很大的共同性，可以縮短係統開發的周期，使産品更具競爭能力。特彆在軟件比例不斷上升的今天，航空電子係統軟件的不斷升級已經成為提高係統性能的重要方法之一。” 導航係統按獲得導航信息的方式不同，可分為無綫電導航、慣性導航、衛星導航、天文導航、多普勒導航和儀錶導航等係統；按作用距離的遠近不同，可分為超遠程導航、遠程導航、中程導航、近程導航和進場著陸導航（無綫電控製著陸）等係統;按定位基準不同，可分為絕對導航（在全球坐標係中確定飛機的瞬時位置）和相對導航係統(按指定地點確定飛機的瞬時位置)。多種導航係統測量參數的綜閤利用，可以達到比任何單個係統更高的精度。導航係統與自動駕駛儀交連，可以進一步提高導航精度和自動化程度，減輕飛行員的負擔。

評分☆☆☆☆☆

國外精品航空航天的書籍，對從事飛機設計的研究人員有很好的指導作用

評分☆☆☆☆☆

國外的關於飛機係貨統工程的介紹，就是內容少瞭點，不過都是乾貨

評分☆☆☆☆☆

學習一下，最近專業書有點多。

評分☆☆☆☆☆

學習一下，最近專業書有點多。