先进飞行控制系统》绪论

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1、先进飞行控制系统陈澜《飞行控制系统》吴森堂主编绪论本课程内容安排飞行控制系统飞行器的基本分类及特点航空航天事业发展绪论飞行器是航空飞行器和航天飞行器的通称，它是飞行控制系统的控制对象。在学习、了解飞行控制技术时，首先应当对飞行器有所了解。众所周知，陆地为地球表面未被海水浸没的部分；海洋为地球表面广大的连续海水水体；大气层指地表以外包围地球的气体。这种气体在距地表数千千米的高层上仍有极少量存在。按照距地球高度划分通常大致可以把100－120千米以下的大气层称为稠密大气层，也称为大气环境或人类的第三环境；而100－120千米以上地球稠密大气层之外的广阔的空间区域

2、，简称空间或外空，又称为宇宙空间或太空。绪论在1981年召开的国际宇航联合会第32届大会上，陆地、海洋、大气层和外层空间分别被称为人类的第一、第二、第三和第四环境。陆、海、空、天是人类活动的四大疆域。而第四环境是随着航天技术的诞生而出现的。简言之，飞行器在稠密大气层以下飞行，被誉为航空，而在大气层以上飞行，被誉为航天。航空技术主要是研制飞机、气球和飞艇等，航天技术主要是研制航天器、运载火箭和导弹。这门课主要研究航空器-飞机。1.1航空航天发展概况1.1.1航空发展概况航空是20世纪发展迅速、对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。20世纪初，美国的莱特兄弟（W

3、.Wright,O.Wright）用自己制造的世界公认的第一架飞机，实现了人类首次持续的，有动力的，可操纵的飞行，开创了现代航空的新纪元。莱特兄弟在技师泰勒的帮助下，自己动手设计制造的活塞式汽油发动机功率为12马力(长期)-16马力(短期)重量约77公斤为人类首次有动力、稳定、可操纵的持续飞行提供了发动机，开创了人类飞行的新纪元。1903年12月17日飞行者一号莱特兄弟第一架飞机1.1.1航空发展概况发动机服役年代典型特点涡喷发动机第一代40年代末第二代加力涡喷/涡扇50-60年代第三代推重比8涡扇发动机70-80年代第四代21世纪初喷气战斗机大致发展了四代

4、超声速巡航、隐身、非常规机动2倍以上声速2万米以上高度从20世纪40年代末到21世纪初，喷气战斗机及其发动机已经历了四次更新换代，大致发展了四代。典型飞机F-86、米格-15亚、跨声速(M<1.5)F4、F104、米格-21/23F15/16、米格-29、苏-27高机动空中优势多用途推重比10涡扇发动机F22/35、I.44高性能的发动机使第三代战斗机具有优良的机动性俄罗斯苏-27在珠海航展上的飞行表演，表现出第三代发动机推重比高的特点。高性能的发动机使第三代战斗机具有优良的机动性苏-27双机在珠海航展上表演著名的“眼镜蛇”机动飞行，表现出第三代发动机抗畸变

5、能力强（即泼辣性好）的特点。第四代喷气战斗机第四代战斗机正在研制，并即将服役。预计第四代战斗机将成为21世纪上半叶的主力战斗机。第四代战斗机装备推重比10一级发动机，具备推力矢量、隐身、超声速巡航等功能，其作战性能将全面超过现役的第三代战斗机。据报道，美国的第四代战斗机F-22与第三代战斗机F-15相比，其综合作战效能提高近10倍。第4代战斗机的主要特点如下：采用推重比10一级加力涡扇发动机具有推力矢量功能非常规机动能力（敏捷性）超视距、多目标攻击能力具有短距起落能力良好的隐身性能超声速巡航能力F-35(JSF)采用推力矢量喷管，通过改变喷气流方向来改变推力

6、方向，使飞机获得直接的操纵力，实现非常规机动，提高敏捷性。四代发动机采用矢量喷管提高飞机敏捷性配装F22战斗机的F119发动机二元推力矢量喷管改装轴对称矢量喷管发动机的俄罗斯苏-37战斗机进行非常规飞行表演（钟形机动、榔头机动）四代发动机采用转向喷管实现垂直/短距起落F-35联合攻击机所使用的第四代推重比10一级F-135发动机采用转向喷管+升力风扇实现垂直/短距起落采用转向喷管/升力风扇的美国F-35联合攻击机F-117隐形攻击机采用了扁平状的矩形二元喷管，具有良好的红外隐身性能。在参加的数次局部战争中，只被击落1架，显示出强大的生存能力。第四代发动机由于

7、推重比高，不用开加力就可以使飞机实现超声速飞行，使飞机性能得到了重大提高。美国F-22战斗机在11公里高空巡航速度达到声速的1.5倍左右。19世纪末20世纪初，一些国家的航天科学家开始研究、解决有关航天的科学理论和工程技术问题，并着手进行火箭的设计和试验。经过大约半个世纪的努力，人类终于把人造地球卫星送入了太空，从而开创了航天的新纪元。1.1.2航天发展概况自1957年10月第一颗人造地球卫星上天以来，先后有苏联、美国、法国、日本、中国、印度等国家，以及欧洲空间局研制出近百种运载火箭；修建了十多个大型航天器发射中心；设计制造了三千多棵人造地球卫星；一百多个载

8、人飞行器和空间探测器；建立了完善的跟踪和测控系统，地