本書聚焦航空航天領(lǐng)域,系統(tǒng)闡述了各類主要航空器的飛行原理及其工程實踐。本書首先概述航空航天基本概念、分類體系及前沿進展;繼而深入解析飛行活動所依托的大氣與空間環(huán)境特性、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)理論;隨后圍繞航空器工程實踐,介紹相關(guān)結(jié)構(gòu)材料、機載設(shè)備與專用工具;最后,分章節(jié)詳盡論述飛機、直升機、多旋翼飛行器及火箭的總體構(gòu)成、氣動布局、飛行原理與操作實踐,各章節(jié)均結(jié)合典型實例,并通過實例詳解操作流程。
本書適用于航空航天專業(yè)低年級本科生的專業(yè)知識系統(tǒng)學(xué)習(xí),亦可作為航空航天愛好者與航空模型愛好者的入門參考讀物。本書旨在幫助讀者深入理解航空航天基礎(chǔ)理論,有效提升讀者工程實踐能力。
航空航天入門 理論 實踐雙結(jié)合 專業(yè)教材 / 愛好者參考書
系統(tǒng)全面,覆蓋核心領(lǐng)域:從航空航天基本概念到前沿進展,從大氣環(huán)境、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)到飛機、直升機、多旋翼飛行器、火箭的具體構(gòu)造與飛行原理,全方位解析航空器飛行的 前世今生。
理論 實踐,手把手教學(xué):不僅深入講解理論知識,更配套 4 個實踐案例(遙控飛機飛行、遙控直升機飛行、多旋翼飛行器飛行、水火箭制作與飛行),步驟清晰,小白也能輕松上手,真正做到 學(xué)完就能用。
適用人群廣泛:
航空航天專業(yè)低年級本科生的專業(yè)教材,打牢學(xué)科基礎(chǔ);
航空航天愛好者、模型愛好者的入門指南,滿足好奇心與探索欲;
科普教育好幫手,助力理解飛行器背后的科學(xué)原理。
權(quán)威編著,品質(zhì)保障:由北京航空航天大學(xué)未來空天技術(shù)學(xué)院教學(xué)團隊編寫,貼合課程需求,內(nèi)容嚴謹且通俗易懂,兼顧基礎(chǔ)性、通識性與實踐性。
當(dāng)前,全球范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起,我國發(fā)展進入新常態(tài),高等教育步入新階段。2021年,北京航空航天大學(xué)設(shè)立未來空天技術(shù)學(xué)院,該學(xué)院聚焦于人類在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展需要和國家在該領(lǐng)域的重大需求,以未來新概念飛行器、未來空間開發(fā)利用、空天戰(zhàn)略任務(wù)技術(shù)支撐等為主要方向,瞄準(zhǔn)未來 10~15年的前沿性、革命性、顛覆性技術(shù)發(fā)展,堅持厚植情懷、強化基礎(chǔ)、突出實踐、科教融通的人才培養(yǎng)方針,培養(yǎng)航空航天領(lǐng)域科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。
2022年,北京航空航天大學(xué)未來空天技術(shù)學(xué)院開設(shè)航空航天器飛行原理與實踐課程(后文簡稱課程),課程就典型航空航天器的飛行原理進行講解,并通過航空航天模型飛行實踐來加強學(xué)生對航空航天器飛行原理的理解。
本課程的教學(xué)目標(biāo)在于激發(fā)學(xué)生對航空航天領(lǐng)域的探索熱情,引導(dǎo)學(xué)生深入理解飛行器的基本原理和相關(guān)知識,同時通過實踐活動來鍛煉他們的動手能力。本課程的教學(xué)團隊在教學(xué)過程中致力于將理論知識與實際操作緊密結(jié)合,以此來提升學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題的能力。
為了滿足課程的教學(xué)需求并提升教學(xué)效果,作者團隊精心編寫本教材,旨在使學(xué)生能夠系統(tǒng)、全面地進行學(xué)習(xí)和實踐。教材內(nèi)容力求生動易懂,注重基礎(chǔ)性、通識性與實踐性的結(jié)合,以期幫助學(xué)生深入理解學(xué)科知識并能夠有效應(yīng)用。本教材共分為 7章內(nèi)容展開:第 1章闡述航空與航天的基本概念、分類以及航空航天器最新發(fā)展;第 2章對理解航空航天器飛行所需的基礎(chǔ)知識進行概述;第 3章從實踐角度,介紹常見的材料、配件、設(shè)備和工具,并提示安全方面的注意事項;第 4~7章對飛機、直升機、多旋翼飛行器和火箭等 4種飛行器的組成和飛行原理等進行詳細介紹和說明,并配合實踐案例進行實踐教學(xué)。本教材主要面向航空航天專業(yè)的本科低年級學(xué)生,同時也適合航空航天愛好者、航空航天模型愛好者。
在本教材的編寫過程中,要感謝北京航空航天大學(xué)的林招如、甘潤園、韋嘉寧、孫熠騏、謝林博、褚淇泓、何銘洋、郝績圓、桂琮文、黃坤、趙祖鋅、張益銓、馮嘉瑞、付寧、李淼、張耀輝等同學(xué)對于編寫與校對工作所做出的貢獻。
由于作者水平所限,本書中不足之處在所難免,敬請讀者諒解與不吝指正。
王耀坤,飛行器設(shè)計專業(yè)博士,北航航空科學(xué)與工程學(xué)院飛行器設(shè)計專業(yè)教師,碩士生導(dǎo)師。主要研究領(lǐng)域為無人飛行器總體設(shè)計,研究對象包括長航時無人機、垂直起降無人機等創(chuàng)新型特種無人飛行器,F(xiàn)任北航航空創(chuàng)新實踐基地主任,長期致力于本科生航空創(chuàng)新實踐教育。指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造國際航聯(lián)"25-100公斤油動無人機續(xù)航時間"世界紀錄,指導(dǎo)北航航模隊連續(xù)多年獲得世界冠軍以及全國冠軍,指導(dǎo)學(xué)生獲得"挑戰(zhàn)杯"全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎等獎項,參與編寫《認識航空》《飛機為什么會飛》等多本航空科普書籍,具有較為豐富的航空航天科普經(jīng)驗。
第1章航空航天概述 1
1.1.航空與航天的基本概念 2
1.2.航空航天器的分類 6
1.3.航空航天器最新發(fā)展 20
參考文獻 37
第2章飛行基礎(chǔ)知識 40
2.1.飛行環(huán)境 40
2.2.航空器飛行基礎(chǔ)知識 48
2.3.航天器飛行基礎(chǔ)知識 58
參考文獻 65
第3章航空器實踐基礎(chǔ) 66
3.1.結(jié)構(gòu)材料 66
3.2.微小型動力系統(tǒng) 75
3.3.飛行控制設(shè)備 86
3.4.配件與耗材 91
3.5.工具與測試儀器 100
3.6.加工設(shè)備 109
3.7.安全注意事項 111
參考文獻 116
第4章飛機 117
4.1.概.述 117
4.2.飛機的組成 117
4.3.飛機的布局形式 123
4.4.飛機的飛行與操縱原理 126
4.5.飛機的穩(wěn)定性 130
4.6.飛機的飛行性能 132
4.7.實踐1:遙控飛機飛行 134
參考文獻 143
第5章直升機 145
5.1.概.述 145
5.2.直升機的組成 146
5.3.直升機的布局形式 154
5.4.直升機的飛行與操縱原理 157
5.5.直升機的飛行性能 164
5.6.實踐2:遙控直升機飛行 164
參考文獻 173
第6章多旋翼飛行器 174
6.1.概.述 174
6.2.多旋翼飛行器的組成 175
6.3.多旋翼飛行器的布局形式 177
6.4.多旋翼飛行器的飛行與操縱原理 178
6.5.實踐3:多旋翼飛行器飛行 181
參考文獻 188
第7章火箭 189
7.1.概.述 189
7.2.火箭構(gòu)造 190
7.3.火箭飛行原理 194
7.4.實踐4:水火箭制作與飛行 198
參考文獻 205