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民用飞机货舱细水雾灭火关键技术与实验验证

本专著对标新一代民用航空器货舱环保型抑灭火系统轻量化设备研发、有效抑烟降温结果获得、持续抑灭火药剂浓度保持等机载应用工程技术需求,聚焦低气压/持续变气压环境机舱火行为、低驱动压力双流体细水雾雾化、低驱动压力双流体细水雾抑灭火机理等关键科学技术问题,全力推进新一代民用航空器机载抑灭火基础理论与关键技术研究。 内容始终面向飞行中新一代哈龙替代抑灭火系统环保、轻量、兼容、低气压、雾化等重大工程技术需求要素,飞行中就是指航空器为起飞而关闭舱门到为卸载客货而打开舱门这一阶段,环保就是新一代机载抑灭火系统应不破坏大气组份,轻量即是新一代抑灭火系统应竭尽所能选择可减轻重量的技术,兼容即是新一代抑灭火系统应考虑采用航空器自身的供氮、供水系统资源,低气压即是航空器飞行中较低大气压力(101 kPa-60 kPa)和持续变动大气压。参考这些应用约束条件,项目组设定该项研究包括特殊火行为、新型雾化机理和抑灭火机理。特殊火行为是指在低气压及持续变动气压下诸如机舱等受限空间内,不同燃料火的高度、分区、温度、热辐射、烟气等特性;新型雾化机理是指低驱动压力双流体细水雾,在低气压环境及持续变压环境成雾机理、粒径速度、粒径颗粒大小和雾通量;变压抑灭火机理是指低驱动压力双流体细水雾,在低气压环境下雾滴弥散与障碍物、燃烧物之间的作用关系,以及细水雾在诸如机舱等受限空间的降温、抑烟的作用。具体采用小尺度、全尺寸实验和数值模拟等研究方法,首先研发轻型高效且匹配机载系统的新一代细水雾产生装置,解决水-氮气两相混合、激波谐振雾化等关键科学问题,获取相关作用原理及关键控制参数;其次,研发机载细水雾灭火抑火系统,基于雾场绕流及时空特性,确定不同布局、不同压力/温度变化下系统动态响应与优化策略;最后,基于康定机场(4290米)可模拟飞机起降环境的全尺寸增减压标准货舱实验平台,研究细水雾在接近真实飞控环境下的灭火机理,并揭示飞机近场过程中的复燃机理,获得性能优越可靠的原型系统。研究将揭示气液两相流与激波谐振的相互影响及成雾机理,低压及变压下水-氮气混合细水雾的灭火抑火机理和空间扩散规律。成果为研发中国自主知识产权的机载货舱细水雾灭火系统技术原型提供理论技术支持,提升我国大飞机国产化水平,并将为国际哈龙替代研究做出中国的贡献。

2026-01-15
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空中机器人控制系统原理与设计——四旋翼无人机

本书内容涵盖了空中机器人(四旋翼无人机)控制系统原理与基本概念, 以及硬件系统、 软件设计和发展趋势, 反映了这一领域内的最新成果。全书共9章, 可分为5个部分。 第1部分(第1章)为空中机器人(四旋翼无人机)概述。第2部分(第2~3章)为四旋翼无人机的机体结构与飞行机理及硬件结构设计, 包括机体结构、飞行控制原理和特点、 飞行机理, 以及各部分的硬件结构设计。第3部分(第4~5章)为四旋翼无人机的模型构建及传感器, 包括坐标系描述和姿态描述、 数学建模以及搭载的各种传感器介绍。第4部分(第6~7章)为四旋翼无人机的控制方法, 包括传统控制和优化控制。第5部分(第8~9章)为四旋翼无人机的路径规划和多层多源无人机信息融合技术, 包括APF算法、 Dijkstra算法、 A*算法、 RRT算法和RRT*算法, 以及多传感器测高模型、 信息融合无人机测高设计。
本书既可作为高等院校电子信息与自动化相关专业本科高年级学生和研究生的教材或参考书, 也可作为从事无人机测量工作的广大科技人员的参考书。

2026-01-15
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 四旋翼无人机鲁棒飞行控制

本书为无人机系统特征技术系列 之一。本书旨在介绍四旋翼无人机鲁棒控制器设计新方法,针对四旋翼无人机在恶劣飞行情况下的鲁棒控制问题,全面介绍鲁棒控制器设计方法与实验验证,为解决四旋翼无人机的高精度飞行控制问题带来新思路。本书详细介绍了四旋翼无人机在模型非线性、不确定性、欠驱动、时滞等难点下的鲁棒姿态控制和轨迹跟踪控制关键问题,以及控制器设计方法,在提高四旋翼无人机对外部风扰的鲁棒性的同时,实现高精度、大机动、安全、稳定飞行。

本书可作为对四旋翼平台搭建、飞行控制器设计方法感兴趣的本科生及研究生,自动 化控制、航空航天工程等领域的教师及研究人员,包括但不限于自动化控制、航空航天工程等领域的控制器设计工程师等的参考资料。

2026-01-15
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 无人机自主控制系统设计

本书是无人机系统特征技术系列 丛书之一。无人机的自主控制系统是其面向飞行和任务实现智能化和自主化的基础。本书内容主要面向中大型无人机的自主控制系统设计,以工程实用性为主旨,注重理论方法和工程实践的紧密结合,包含了从系统总体到主要分系统,以及重要部件的相关技术内容。本书重点介绍并讨论了自主控制系统的概念内涵、系统体系结构、无人机对象建模与控制算法、基于系统工程的软件设计、无人机导航与定位、开放式模块化计算机硬件设计及无人机典型伺服作动系统设计技术,旨在较为系统性地体现工程实际中无人机自主控制系统的核心开发设计要素,助力无人机系统的发展。本书的读者对象主要是从事无人机自主控制系统研究和设计的开发人员,也可供高等院校相关专业的高年级本科生和研究生参考使用。

2026-01-15
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 航空发动机整机数值仿真技术

航空发动机是不同专业高度耦合、各部件系统紧凑集成的机械产品,其设计研制难度大、周期长、费用高。现代数值仿真技术的快速发展和工程应用,有效提升了航空发动机性能特性和流动匹配分析的预测精度,可以大幅度减少传统试错设计中的大量物理试验,缩短研制周期,降低研制费用。在传统简化模型和单部件数值仿真技术日臻成熟的基础上,近年来发动机整机数值仿真技术也得到了快速发展,特别是在两机重大专项基础研究项目航空发动机整机多/变维度稳态仿真方法与软件研究的支持下,由北京航空航天大学、中国航空发动机研究院、哈尔滨工业大学、中国航发四川燃气涡轮研究院、中国航发沈阳发动机研究所等单位,联合组织开展了卓有成效的发动机整机数值仿真技术及软件的研究工作。本书为该项目相关成果凝练汇聚而成。

2026-01-15
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 航空发动机涡轮盘损伤容限分析理论与方法

本书针对航空发动机涡轮盘损伤容限分析涉及的机理不明晰、数值模拟难、工

程用不上"等关键科学问题,从缺陷等效及表征方法、短裂纹及长裂纹扩展机理、多尺

度数值模拟方法、涡轮盘可靠度计算等方面进行系统、深入论述,结合涡轮盘损伤容

限分析案例进行介绍。本书的特色主要体现在:(1)与工程应用紧密结合。从涡轮盘

损伤容限分析工程实际出发提取关键技术,从失效机理及数值模拟两方面突破技术

难点,并最终应用于工程。例如,缺陷等效问题即针对刀痕、夹杂物等初始缺陷开展

的等效方法研究,量化缺陷对损伤及寿命的影响。(2)研究紧扣学术前沿。针对损伤

容限分析涉及的前沿热点问题开展研究,对最新成果进行总结。例如,在裂纹扩展理

论模型方面基于分子动力学、位错理论、晶体塑性理论,分别在微观、细观、宏观尺度,

论述短裂纹扩展及长裂纹扩展多尺度模型为镍基多晶材料的失效行为预测提供支

撑;对缺陷等效理论等学术前沿问题开展研究,建立缺陷的应力等效及形位等效方

法,为涡轮盘刀痕、夹杂等缺陷表征提供基础。

2026-01-15
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 航空涡扇发动机先进部件和系统技术

本书为航空发动机新技术丛书之一,在内容选取和编排方面,特别注重以新为特色,厘清技术发展脉络,突出技术发展方向,反映近年来最新技术的进展;注重从设计实践角度出发,吸取技术研究和产品研制中积累的丰富的工程设计经验和科研成果,力求具有系统性、先进性及实效性,可作为从事航空发动机设计的专业技术人员的参考用书,也可作为航空发动机相关专业的硕士、博士研究生培养的教材。本书分章节对航空涡扇发动机的各个部件的先进技术进行论述,对先进技术的发展现状、需考虑的技术问题以及涉及的关键技术展开讨论。书中内容涉及气动、结构、强度、材料、工艺等,较为系统、完整,涵盖大、小涵道比涡扇发动机,包括基本原理、设计方法、参数选择等多方面的内容,并介绍了一定的设计应用实例。

2026-01-15
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无人机组装与调试

《无人机组装与调试》围绕无人机组装与调试的核心内容,阐述了无人机组装调试常用工具的使用方法,以及无人机在实际组装调试过程中的常见问题。《无人机组装与调试》共分四章,首章介绍了基础工具以及使用方法,例如游标卡尺,万用电表等;第二章主要讲述了无人机组装过程中关键步骤焊接的知识与技巧;第三章主要讲述了航电系统的基本操作;第四章主要讲述了飞行练习机的组装和调试。

2026-01-15
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群系统鲁棒编队控制

本书是“无人机系统特征技术系列”之一。本书主要介绍基于一致性和鲁棒补偿的群系统鲁棒编队控制方法及其在无人机群编队飞行控制中的应用。在介绍相关基础知识之后,介绍了基于不同相互作用信息的群系统一致控制和鲁棒一致控制方法,详细介绍了基于一致控制的群系统状态编队和鲁棒状态编队控制方法,并讨论了群系统输出编队和鲁棒输出编队控制问题。最后介绍了群系统编队控制方法应用于无人机群协同编队飞行控制的具体情况。书中在给出群系统鲁棒编队方法的详细介绍和理论证明的同时,给出了大量的设计举例、仿真结果和试验结果,便于初学者和工程技术人员理解和应用本书内容。

2026-01-15
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反辐射无人机系统设计

本书是“无人机系统特征技术系列”之一。本书结合世界反辐射技术和装备的最新发展,重点阐述反辐射无人机系统设计理论和方法,内容涵盖反辐射无人机系统总体设计、无人机总体气动结构设计、制导控制系统设计、导引头设计、发射系统设计及未来发展等内容,旨在助力我国无人机系统和电子对抗领域科研人员和工程技术人员以国际先进水平为起点,开展我国反辐射无人机技术和装备的自主研究、工程设计和原始创新。

2026-01-15
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