AIAA航空航天技术丛书：飞机载荷与结构布局 [Aircraft Loading and Structural Layout] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 丹尼斯·豪（Howe D.） 著，孙秦，韩忠华，钟小平 译

图书标签:

• 航空航天工程
• 飞机结构
• 结构设计
• 载荷分析
• 气动载荷
• 结构布局
• 飞行器设计
• AIAA
• 工程技术
• 航空工程

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516503089

版次：1

商品编码：11436131

包装：精装

丛书名： AIAA航空航天技术丛书

外文名称：Aircraft Loading and Structural Layout

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：470

正文语种：中文

编辑推荐

　　《AIAA航空航天技术丛书：飞机载荷与结构布局》内容涉猎广泛，在航空工程专业本科高年级学生和研究生的教学中可适当选用，也不失为相关专业教师、航空工程载荷分析与结构设计人员的一本有益的技术参考资料。

内容简介

　　《AIAA航空航天技术丛书：飞机载荷与结构布局》共计17章及符号表和4个附录，内容包括：在飞机设计载荷方面，主要分析介绍了机动飞行载荷、大气湍流载荷和起落架撞击等地面载荷情况，扼要阐述了飞机气动载荷的分布特性、重复载荷特点以及飞机结构部件的主要内力特征等；在基础原理方法方面，介绍了飞机的刚体动力学分析原理与方法、气动弹性基础、结构综合设计原理、机体材料与应用、构件的刚度与内力特性、结构整体受力形式与布局，以及结构设计的规范及安全使用要求等。书中强调分析了飞机结构设计的综合技术思考与工作过程，特别对工程设计实践与基础理论的差异给予了分析说明，强调了工程设计的综合化技术特点，并配有诸多工程设计分析实例。

目录

第1章 引论
1.1 机体初步设计
1.2 适航性目标
1.2.1 引言
1.2.2 民用飞机
1.2.3 军用飞机的考虑
1.2.4 失效概率的定义
1.3 适航目标的实现——载荷及因子
1.3.1 要求
1.3.2 载荷的种类
1.3.3 载荷频数
1.3.4 载荷因子
1.3.5 结构寿命
1.3.6 系统设计
1.4 定义及基本假设
1.4.1 参考坐标轴
1.4.2 惯性特性
1.4.3 气动特性
1.5 设计状态的规定
1.5.1 操纵和设计飞行包线
1.5.2 速度的定义
1.5.3 飞机的质量和重心
1.5.4 发动机状态
1.5.5 高度

第2章 结构设计规范
2.1 历史回顾
2.1.1 引言
2.1.2 军用飞机规范的发展
2.1.3 民用飞机规范
2.2 现行的适航规范
2.2.1 引言
2.2.2 军用飞机
2.2.3 民用飞机规范
2.3 飞机的分类
2.3.1 军用飞机
2.3.2 民用飞机
2.4 主要的载荷类型
2.4.1 飞行器构型与载荷情况
2.4.2 对称飞行情况
2.4.3 非对称飞行情况
2.4.4 地面情况
2.4.5 纵向载荷情况
2.4.6 局部载荷及其他载荷情况
2.5 载荷情况说明
2.6 速度设计
2.6.1 简介
2.6.2 设计速度

第3章 飞行载荷工况
3.1 绪言
3.2 对称机动飞行
3.2.1 引言
3.2.2 对称机动飞行状态
3.2.3 飞行包线或n-V图
3.2.4 俯仰状态
3.3 非对称机动飞行
3.3.1 绪言
3.3.2 滚转状态
3.3.3 偏航
3.4 发动机失效状态
3.5 大气湍流和突风
3.5.1 引言
3.5.2 突风表示法
3.5.3 突风和湍流要求
3.5.4 非对称突风规范
附录A3滚转性能要求
A3.1 军机
A3.2 民机

第4章 刚性机体动力学
4.1 引言
4.2 纵向配平情况
4.2.1 对称飞机的力和力矩
4.2.2 各项气动力的定义
4.3 静稳定性
4.3.1 纵向静裕度——操纵面固定
4.3.2 纵向机动裕度——操纵面固定
4.3.3 横向静稳定性
4.3.4 航向静稳定性
4.4 一般运动学方程
4.4.1 引言
4.4.2 加速度的构成
4.4.3 广义力和广义力矩方程
4.4.4 初始定常配平状态
4.4.5 扰动力和扰动力矩
4.4.6 运动方程的整理及线性化
4.4.7 运动方程的无量纲化
4.4.8 运动方程的解耦
4.5 运动方程的解
4.5.1 引言
4.5.2 解耦运动方程的微分算子求解
4.6 载荷计算的纵向方程组分析
4.6.1 引言
4.6.2 无量纲纵向导数的定义
4.6.3 飞机对俯仰操纵输入的响应
4.6.4 飞机对发动机推力变化的响应
4.7 横／航向运动方程解析
4.7.1 引言
4.7.2 横／航向无量纲导数的定义
4.7.3 横／航向运动学方程组的解耦
4.7.4 飞机对滚转操纵输入的响应
4.7.5 飞机对于偏航操纵输入的响应
4.7.6 飞机对发动机推力变化的响应
4.8 对特殊飞机构型的注释
4.8.1 一般情况
4.8.2 采用鸭翼布局的飞机
4.8.3 无尾飞机
4.8.4 全动平尾
附录A4二阶线性微分方程组特性
A4.1 引言
A4.2 余函数
A4.3 定解积分

第5章 飞行机动载荷
5.1 绪言
5.1.1 概述
5.1.2 配平飞行
5.1.3 机动载荷
5.2 控制激励器运动模态
5.2.1 引言
5.2.2 无校验模态
5.2.3 校验模态
5.2.4 激励模态
5.3 纵向运动——俯仰激励偏转
5.3.1 定常飞行状态
5.3.2 俯仰加速度
5.3.3 无校验俯仰机动分析
5.3.4 校验俯仰机动分析
5.3.5 有校验和无校验控制运动载荷比较
5.3.6 水平安定面上载荷总结
5.3.7 后缘操纵装置载荷
5.4 横向运动——滚转激励器偏转
5.5 航向运动——偏航激励器偏转
5.5.1 引言
5.5.2 偏航激励器的阶跃输入
5.5.3 偏航激励器的正弦输入
5.5.4 偏航控制激励器载荷
5.5.5 横向和偏航加速度
5.6 侧滑产生的非对称水平安定面载荷
5.7 飞行机动载荷分析
……

第6章 大气湍流引起的载荷
第7章 着陆载荷
第8章 飞机结构各部件的载荷
第9章 气动载荷分布
第10章 重复性载荷的规范与分析
第11章 气动弹性设计概要
第12章 结构设计数据的推导
第13章 飞机结构材料及其应用
第14章 构件的作用与布置
第15章 综合设计——构件尺寸的初步确定
第16章 初等理论的重要偏差
第17章 总结
符号表
附录1 飞行工况的应用示例
附录2 对称飞行——平衡过程
附录3 非对称飞行——平衡过程
附录4 起落架——载荷分析

前言/序言

《现代飞机结构设计：性能、安全性与经济性的融合》 本书深入探讨了现代飞机结构设计的核心要素，聚焦于如何平衡飞机在实际运行中所承受的复杂载荷，以及如何通过精妙的结构布局来优化整体性能、保障飞行安全并实现经济效益。作者以详实的理论分析和丰富的工程实践经验，为读者呈现了一部兼具深度与广度的飞机结构设计指南。 第一篇：飞机载荷的解析与评估 飞机在飞行过程中，承受着多种多样的载荷，这些载荷的准确评估是结构设计的基础。本篇将从以下几个方面进行阐述： 气动载荷： 详细剖析不同飞行状态下的气动载荷分布，包括升力、阻力、俯仰力矩以及侧向力等。我们将讨论翼型、机翼构型（如后掠翼、三角翼、变后掠翼等）对气动载荷的影响，以及襟翼、副翼、扰流板等操纵面在不同工况下的载荷特性。特别地，我们将深入研究飞马（Phugoid）和短周期（Short Period）振荡等动力学效应产生的阵风载荷，以及其对结构强度的影响。 惯性载荷： 探讨飞机在加速、减速、转弯以及颠簸飞行时产生的惯性力。本部分将涉及飞机的质量分布、质心位置以及不同部件的惯性矩，并分析这些因素如何影响结构受力。同时，我们将讨论动态载荷，如起降时的冲击载荷、发动机推力变化引起的载荷等。 地面载荷： 详细分析飞机在地面承受的载荷，包括起飞、着陆、滑行、停放以及维修等不同阶段。我们将重点关注起降时的冲击载荷、轮载、刹车力、以及地面滑行时的侧向载荷和颠簸载荷。对不同起降方式（如常规起降、短距起降、垂直起降）下的地面载荷差异进行比较分析。 复合载荷与疲劳： 讨论多种载荷叠加作用下的复合载荷效应，以及这些复合载荷在飞机整个寿命周期内的累积对结构疲劳的影响。我们将介绍疲劳裂纹的萌生、扩展机理，以及疲劳寿命的预测方法，包括应力-寿命法（S-N曲线法）和断裂力学法。 载荷谱的建立与分析： 阐述如何根据飞机的任务剖面、飞行环境和使用寿命，建立详细的载荷谱。我们将介绍载荷谱的统计方法，以及如何利用载荷谱对结构进行疲劳分析和损伤累积评估。 第二篇：飞机结构布局的优化与设计 结构布局是实现飞机性能、减重和成本控制的关键。本篇将围绕结构布局展开深入探讨： 总体布局与气动弹性： 分析机翼、机身、尾翼等主要部件的相对布局如何影响飞机的气动性能和结构特性。我们将深入探讨气动弹性效应，即气动载荷与结构变形相互耦合所产生的现象，以及如何通过合理的布局设计来减缓或利用这些效应，例如减少颤振裕度。 翼身融合与多功能集成： 探讨翼身融合（Blended Wing Body, BWB）等先进布局的优势与挑战，以及如何通过结构设计实现翼身结构的无缝连接和整体性能的提升。我们将讨论如何将燃油系统、起落架系统、载荷舱等功能部件巧妙地集成到结构中，实现减重和空间利用最大化。 承载与传力路径的设计： 详细阐述如何通过优化构件的连接方式和材料分布，建立高效的载荷传力路径。我们将分析不同结构形式（如桁架、框架、蒙皮等）在承载方面的特点，以及如何通过合理的结构冗余设计来提高结构的可靠性。 减重与材料选择： 探讨在满足强度和刚度要求的前提下，如何通过优化结构设计和选择先进轻质材料（如铝合金、钛合金、复合材料）来实现飞机结构的减重。我们将分析不同材料的力学性能、制造工艺和成本，以及它们在飞机结构中的应用。 安全性与可维护性设计： 强调结构设计的安全性原则，包括强度裕度、失效模式分析（FMEA）、损伤容限设计等。同时，我们将讨论如何通过合理的结构布局和模块化设计，提高飞机结构的维护性和可修复性，降低全寿命周期成本。 第三篇：先进技术在飞机载荷与结构布局中的应用 本篇将关注当前飞机结构设计领域的前沿技术和发展趋势： 计算力学与数值模拟： 介绍有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等数值模拟技术在载荷评估和结构布局优化中的广泛应用。我们将讨论如何利用这些工具进行精确的载荷计算、结构响应分析、疲劳寿命预测以及气动弹性分析。 智能结构与自适应布局： 探讨智能材料（如形状记忆合金、压电材料）和传感器在飞机结构中的应用，以及如何实现结构的自适应变形和主动载荷控制。我们将展望未来可能实现的自适应机翼、可变几何构型等先进布局。 增材制造（3D打印）在结构设计中的潜力： 分析增材制造技术如何为飞机结构设计带来革命性的变化，包括复杂构件的集成制造、轻质化设计以及按需生产等。 可持续性与绿色设计： 关注飞机结构设计在环保和可持续性方面的要求，包括材料的回收利用、制造过程的能耗降低以及飞机结构的设计寿命和报废处理等。 本书的目标读者包括航空航天领域的工程师、设计师、研究人员以及对飞机结构设计感兴趣的学生和专业人士。通过阅读本书，读者将能够深刻理解飞机载荷的复杂性，掌握科学的结构布局设计方法，并能将最新的技术理念应用于实际的飞机设计工作中，从而创造出更安全、更高效、更经济的飞行器。

评分☆☆☆☆☆

《飞机载荷与结构布局》这本书，完全超出了我最初的期待。我原本以为这只是一个关于飞机结构力学和载荷计算的枯燥读物，但事实证明，我错了。作者在探讨飞机结构布局时，展现了一种近乎艺术家的思维。他不仅仅是介绍飞机的各个组成部分，而是深入挖掘了这些部分是如何被精心设计和组合在一起，以应对千变万化的飞行环境。书中对于“复合材料结构”的讨论尤其让我着迷。作者详细阐述了复合材料的优越性，如高强度、轻质量、抗腐蚀等，以及如何在飞机结构中巧妙地应用它们，以实现性能的飞跃。我印象深刻的是，书中关于“蒙皮加强结构”的设计分析。作者通过大量的计算和模拟，解释了为什么飞机的外壳需要如此精密的加强，以承受巨大的气动压力和内部载荷。他用一种循序渐进的方式，将复杂的工程问题分解，让我们能够一步步地理解设计背后的逻辑。这本书不仅仅是关于“如何建造”，更是关于“为何如此建造”，它为我打开了一个全新的视角，让我更加敬畏航空工程的智慧。

评分☆☆☆☆☆

我最近花了不少时间啃《飞机载荷与结构布局》这本书，简直是让我获益匪浅。作者在飞机载荷分析方面，展现了惊人的细致和严谨。他不仅仅是列举了各种典型的载荷工况，更重要的是，他深入剖析了这些载荷在不同飞行状态下的动态变化。我特别欣赏书中关于“阵风载荷”的分析。作者详细解释了阵风是如何影响飞机的姿态和结构，以及设计师如何通过气动和结构设计来减缓阵风的影响。他用大量的图表和数值模拟，将复杂的空气动力学原理变得生动形象。书中关于“着陆载荷”的讨论也让我大开眼界，它揭示了起落架设计和机身结构在着陆瞬间所承受的巨大冲击。我非常喜欢作者的这种“极端情况考虑”的思维方式，它极大地提升了我对飞机安全性的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本《飞机载荷与结构布局》真是一本让人欲罢不能的书。我拿到它的时候，原本只是抱着了解一下的态度，没想到立刻就被它深邃的理论和严谨的分析所吸引。作者在探讨飞机载荷时，不仅仅是列举了各种载荷的类型和数值，更是深入剖析了这些载荷是如何在飞机结构上产生应力，以及这些应力又是如何影响结构的整体性能。他用大量图表和案例，将抽象的力学原理具象化，让我这个非专业人士也能大致理解其中的奥妙。尤其令我印象深刻的是，书中对于不同飞行状态下载荷变化的讨论，例如起飞、爬升、巡航、俯冲、着陆等，以及这些变化对机翼、机身、尾翼等关键部位的影响。作者并没有止步于理论层面，而是将理论与实际应用紧密结合，通过分析实际飞机型号的载荷特性，揭示了设计过程中需要考虑的种种挑战。比如，他详细阐述了如何根据预期的载荷来优化结构的材料选择和布局，以达到轻量化和高强度的双重目标。书中对于疲劳载荷的分析也相当到位，这对于飞机的长期安全运行至关重要。我原本以为这本书会非常枯燥，但事实恰恰相反，作者的笔触非常生动，而且逻辑清晰，读起来一点都不费劲，反而觉得每一页都充满了知识的宝藏，让我迫不及待地想翻到下一页。

评分☆☆☆☆☆

《飞机载荷与结构布局》这本书，如同一位技艺精湛的工匠，为我展示了飞机结构的奥秘。作者在结构布局的阐述方面，展现了一种近乎逻辑推理的严谨。他不仅仅是描述了飞机的各个组成部分，更是深入挖掘了它们之间的相互作用和功能。我尤其喜欢书中关于“机翼结构强度”的讲解。作者详细阐述了翼梁、翼肋、蒙皮等部件是如何协同工作，以承受巨大的升力和弯矩。他用大量的计算公式和受力分析图，将抽象的力学原理可视化，让我能够直观地理解设计的逻辑。书中关于“尾翼稳定性和操纵性”的讨论也让我受益匪浅，它揭示了尾翼在维持飞机稳定飞行中的关键作用。我非常欣赏作者的这种“功能导向设计”的理念，它将飞机的性能和稳定性置于首位。

评分☆☆☆☆☆

《飞机载荷与结构布局》这本书，简直是打开了我对航空工程的新世界。作者在结构布局的讲解方面，展现了一种近乎雕塑般的艺术感。他不仅仅是描述飞机的外形，更是深入挖掘了其内部结构的精妙之处。我尤其喜欢书中关于“机身截面设计”的讨论。作者详细阐述了不同截面形状如何影响机身的承载能力和抗扭转性能。他用形象的比喻，将抽象的力学概念具象化，让我这个非专业人士也能感受到设计的智慧。书中关于“可维护性结构设计”的章节也让我印象深刻，它揭示了在追求性能的同时，如何兼顾结构的易于维修和更换。我非常欣赏作者的这种“全生命周期设计”理念，它将飞机的实用性和经济性也纳入了考量。这本书不仅仅是关于“建造”，更是关于“思考”，它让我更加敬佩航空工程的创造力。

评分☆☆☆☆☆

我最近一口气读完了《飞机载荷与结构布局》，简直被书中深邃的理论和严谨的实践所折服。作者在飞机载荷分析方面，不仅仅是停留在传统的静态载荷计算，更是深入探讨了动态载荷和随机载荷的影响。我特别惊叹于书中关于“飞行品质”和“载荷控制”的章节。作者详细解释了如何通过调整飞机的气动布局和控制系统，来优化飞行中的载荷分布，从而提高飞机的平稳性和乘客的舒适度。他用大量的实例，说明了在设计阶段如何预估和控制各种极端载荷，以确保飞机的安全性。书中关于“载荷集成”的概念也让我眼前一亮，它强调了在设计过程中，如何将不同来源的载荷进行综合考虑，以实现整体的最优解。我非常欣赏作者的这种 holistic thinking，他不仅仅关注单个部件，而是将整个飞机系统置于一个整体的框架下进行分析。这本书让我深刻体会到，飞机设计是一门涉及多学科、高度复杂的系统工程。

评分☆☆☆☆☆

我最近沉迷于《飞机载荷与结构布局》这本书，简直是让我爱不释手。作者在飞机载荷的分析方面，展现了极高的专业性和洞察力。他不仅仅是列举了各种载荷的类型，更重要的是，他深入剖析了这些载荷是如何在飞机结构上产生复杂的应力分布。我特别欣赏书中关于“载荷公平分配”的理论。作者解释了为何在设计过程中，需要将载荷在各个结构部件之间进行合理的分配，以避免局部过载和提高整体的承载能力。他用大量的图表和公式，将抽象的力学原理变得直观易懂。书中关于“结构载荷监测”的讨论也让我耳目一新，它揭示了在飞机服役过程中，如何通过各种传感器实时监测载荷，以评估飞机的健康状况。我非常喜欢作者的这种前瞻性思维，它将设计阶段的考虑延伸到了飞机的全生命周期。

评分☆☆☆☆☆

我最近读了《飞机载荷与结构布局》，简直是颠覆了我对飞机设计认知的几本书。作者在阐述飞机载荷时，不仅仅是罗列了静态载荷和动态载荷，更重要的是，他详细分析了这些载荷的产生机理以及它们如何相互作用。我特别欣赏书中对“气动弹性效应”的深入讲解。作者通过生动的例子和严谨的数学推导，让我明白了在高速飞行中，空气动力和结构变形之间复杂的相互影响。他解释了为什么机翼在高速飞行时会产生“颤振”，以及设计师如何通过调整结构的刚度和气动布局来避免这种情况。书中关于“结构动力学”的讨论也让我大开眼界，我之前从未想过飞机在飞行中会经历如此复杂的振动和模态分析。作者用清晰的图示和通俗易懂的语言，将这些高深的理论变得触手可及。我尤其喜欢书中关于“载荷谱”的概念，它揭示了飞机在整个生命周期中所承受的各种载荷的累积效应，这对于飞机的疲劳寿命预测和维护策略至关重要。这本书不仅仅是给工程师看的，也适合所有对飞机工程感兴趣的读者，它用一种非常引人入胜的方式，揭示了飞机背后隐藏的科学奥秘。

评分☆☆☆☆☆

《飞机载荷与结构布局》这本书，与其说是一本技术手册，不如说是一部航空工程的哲学著作。它不仅仅是关于“做什么”，更是关于“为什么这么做”。作者在结构布局的章节中，展现了令人惊叹的洞察力。他不仅仅是描述了飞机的各种结构组成部分，例如机翼、机身、尾翼、起落架等，更是深入探讨了这些部件之间的相互关系，以及它们是如何协同工作以承受外部载荷的。让我印象最深刻的是，书中关于机身结构的讨论。作者并没有简单地介绍机身的材料和制造工艺，而是从应力集中、屈曲稳定性、抗冲击性等多个维度，详细阐述了机身设计的关键考量。他用精妙的语言，将复杂的工程学概念娓娓道来，仿佛在为我们描绘一幅幅飞机内部结构精密的蓝图。我尤其喜欢书中关于“结构冗余”的论述，这对于保障飞行安全至关重要。作者通过大量的例子，说明了在关键结构中引入冗余设计的重要性，以及如何通过优化布局来最大化冗余的效益。此外，书中对于不同类型飞机的结构布局差异的对比分析，也极具启发性，例如客机、战斗机、货运飞机在结构设计上的侧重点不同，这反映了不同任务需求对结构布局的直接影响。这本书的深度和广度都超出了我的预期，让我对飞机的设计原理有了更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

《飞机载荷与结构布局》这本书，让我对飞机设计有了全新的认识。作者在结构布局的讲解方面，展现了令人惊叹的宏观视野。他不仅仅是逐一介绍飞机的各个结构部件，更是将它们置于一个整体的相互关联的系统中进行考察。我尤其喜欢书中关于“机翼-机身连接”的讨论。作者详细阐述了这一关键连接点所承受的巨大应力，以及设计师如何通过精密的结构设计来确保其强度和刚度。他用形象的比喻和深入的分析，让我理解了为何飞机在飞行中会产生如此巨大的内力。书中关于“抗冲击结构”的分析也让我印象深刻，例如在鸟击或起落架失效等极端情况下的结构响应。我非常欣赏作者的这种“故障模式”分析，它极大地增强了我对飞机安全性的信心。这本书不仅仅是提供了技术知识，更传递了一种对安全和可靠性的不懈追求。

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