大众力学丛书《创建飞机生命密码》------序言

当我们看到飞机翱翔在蓝天时,心里会升起种种疑问：这样的庞然大物是怎样上天的？它们为什么能在乱云飞渡之中平稳飞行？它们为什么能高速驰骋于万里云天？它们为什么在频繁的起降运行中不散架子？$\cdots\cdots$如果把飞机比作人,我们会问：它们为什么有如此俊俏的外貌？为什么它们多姿多彩、神态各异？它们有什么样的皮肤和骨架？它们的心脏(发动机)为什么如此强有力？飞机的长寿秘诀在哪里？总而言之,创建飞机生命的密码何在？科学家和工程师们为此付出了多少艰辛的劳动？力学在创建飞机生命的密码发挥了多大的作用？翻开这本薄薄的书吧！我们可以从中轻松地得到上面这些问题的答案.《创建飞机生命密码》是一本有趣的力学科普读物. 与常见的科普书不同,作者虚构了两个人物------虚心好学的大学生剑青和充满好奇心的中学生夏雯,为了探寻航空的奥秘,他们认真读书,四处求教,深入思考,逐渐懂得了创建飞机生命的密码,了解了力学在航空事业发展中的不可或缺的作用. 航空界业者的循循善诱,使他们大大地长了见识;读者跟随他们足迹也窥见了有关飞机的秘密.由于这是一本力学科普读物,作者扣住力学在航空发展的作用这一主题,浅显生动地娓娓道来,不经意间涵盖了力学的几乎所有分支学科：流体力学、固体力学和一般力学(动力学与控制). 大体说来,前半本书主要涉及流体力学(空气动力学),告诉读者：升力怎样产生(也就是说,飞机怎样上天),航行中的飞机要承受哪些气动力,怎样产生足够的推力,人类怎样突破``音障'等深层次的原理;而后半本书主要讲述固体力学和一般力学(弹性力学、气动弹性、结构力学、飞行力学、振动力学等)的作用,阐释飞机飞行的轨迹、总体架构及其稳定性、部件材料的疲劳损伤断裂、颤振和抖振的产生和预防、优质复合材料的使用等等. 全书涉及了许多深奥的力学知识及其应用,但读来相当容易而有兴味.本书作者是航空界的资深专家,从事航空教学、科研、型号设计已近半个世纪,他深深热爱航空事业,所带领的不少学生已成为业内的领导和业务骨干. 他全过程地参加了我国第一种飞机------``运十'的设计、试验、制造、试飞过程,因此,就能得心应手地描述设计和制造飞机的种种诀窍. 他以十年的深刻感受,深知必须掌握、运用力学知识,才能创造自己的飞机,才能真切掌握飞机的根底,才能拥有自己的知识产权,才能掌握自己飞机的生命;他确信中华民族完全能掌握自己大飞机的知识产权. 正是在这种信念驱动下,他以古稀之年,夙兴夜寐,精心构思创作了这一力学科普著作. 这种精神令人钦佩.不久前,我国已正式做出决策,将设计制造有自主知识产权的大飞机,相应的公司已然成立. 这给我国航空业的迅猛发展创造了新的契机,也为我国力学工作者开辟了更大的用武之地,这本书的推出可谓正当其时.{\ziju{0.03}最后,用本书的结束语的最后一段话做小结:``青年朋友们,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃,创建飞机生命密码是一个极为广阔的舞台,充分发挥你们的聪明才智,趁年青,打下扎实的基础,厉兵秣马,艰苦奋战,在这个舞台上大显身手吧.'     

飞机投外挂时的动态响应及其地面飞行模拟

本文推导了飞机正常投放及故障投放外挂时的动态响应中各参数在时域内的解析表达式并以歼七飞机为例进行计算,计算结果与地面飞机模拟和飞行实际结果基本一致,从而证明计算是正确的,所进行的地面飞行模拟试验也是可靠的。     

纳米缝纫让复合材料坚硬十倍

你如何让在飞机中使用的本已很耐用的复合材料变得更加结实？答案是加入一点点碳．研究人员发现，在复合材料的碳素纤维中添加更多的碳——通常是极细微的碳纳米管，能够充分增加它们的刚性．这项技术一旦商业化，无疑将使飞机的关键部件变得几近坚不可摧．     

智慧岛的真值表

<正>玛丽驾驶着心爱的小型飞机在天空中欣赏着大海的美景,忽然发动机出现了异常,她只好就近降落在一个小岛上.她的导航仪上出现了简单的提示:真言者和说谎者之岛.这个小岛气候宜人四季如春,岛上只有一个城市,它最大的特点是岛上的居民分为两种:真言者只说真话,说谎者只说假话.本地人能分清彼此,而外地人只能靠自己判断.     

山背波:对飞机的潜在威胁

山背波对飞机的潜在威胁现已毋庸置疑。为了提高在这方面作出更确切判断的能力并能进一步找出实践中可行的相应措施，首要的问题就是必须对山背波本身有足够的认识，而这正是当前国内文献中极为薄弱的环节。有鉴于此，本文系统地、较全面地介绍了山背波这种独特的次声波，对其发生机理和基本特征、以及作为其直接衍生物的相关云相和晴空湍流－－后者正是对飞机的主要潜在威胁所在－－作出简明扼要的评述。     

结构非线性颤振半主动抑制

本文利用数字仿真技术，对结构非线性颤振半主动抑制－颤振驯化方案进行了探讨，仿真结果表明，对于一定的结构非线性类型和参数，利用非线性颤振的极限环特性，可使系统的颤振响应被抑制在幅值很小的稳定域内，从而达到减缓颤振的目的。     

联邦滤波在飞机组合导航中的应用

研究了中等精度捷联惯导系统(SINS),大气数据系统(ADS)和塔康系统(TACAN)构成的机载组合导航系统.在分析SINS、ADS、TACAN各自特点的基础上,提出了SISN/ADS/TACAN组合导航系统的联邦滤波方案,并建立了相应的组合导航系统的数学模型.以一条典型的飞行轨迹进行了全航线的仿真研究,仿真结果为:基于联邦滤波的SINS/ADS/TACAN组合导航系统的位置精度约为70 m(CEP),速度精度约为0.75 m/s(1),航向精度为约为 (1)和姿态精度约为 (1),由此可见基于联邦滤波的SINS/ADS/TACAN组合导航系统可以充分利用各机载导航子系统信息,满足飞机导航定位的精度要求.     

机翼全尺寸延寿试验及可靠性分析

机翼全尺寸疲劳试验是老龄飞机延寿的科学依据。本文介绍了疲劳裂纹形成和扩展寿命的分散系数，以及可靠度和标准差的选取。针对延寿的可靠性分析，提出按疲劳／损伤容限设计概念或当量裂纹扩展寿命方法，以及机翼串联模型，确定整机延寿使用寿命的技术途径。最后给出应用实例。     

飞机－道面－土基动力耦合系统有限元分析

本文将飞机－道面－土基作为一个相互作用的动力系统，对飞机滑行情况下，弹性半空间地基上刚性道面板的动响应，采用有限元法进行了计算分析。结果表明，本文计算结果与现场实测值吻合很好。由于考虑了飞机和道面之间的耦合作用，避免了实测飞机对道面作用荷载的繁琐工作，因此本文方法具有明显的实用意义。     

一飞机发动机动力特性分析

确定计算模型时，发动机定子按实际刚度，采用NASTRAN70．0程序对发动机整机进行了动力分析，分析结果与试验进行了比较，吻合度优于美国GE公司计算结果。作者认为造成偏磨故障的原因是弹性环压死，使压气机转子与定子反向平动的第六阶临界转速上升到接近放气阀门关闭时转速所致。根据动力响应计算结果，装配工艺采取措施后，克服了此偏磨故障。