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仿生撲翼微型飛行器概論 (教材) 版權(quán)信息
- ISBN：9787512443044
- 條形碼：9787512443044 ; 978-7-5124-4304-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
仿生撲翼微型飛行器概論 (教材) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
仿生撲翼微型飛行器具有體積小、重量輕、攜帶方便、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，因此在單兵作戰(zhàn)、反恐作戰(zhàn)、情報(bào)偵査等軍事領(lǐng)域以及災(zāi)害救援和環(huán)境監(jiān)控等民用領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，是未來(lái)*具潛力的一種微型飛行器。撲翼微型飛行器在力學(xué)機(jī)理、控制方式與控制算法以及材料和加工工藝等方面都與常規(guī)飛行器不同，對(duì)多個(gè)學(xué)科前沿技術(shù)與理論提出了不小的挑戰(zhàn)，相關(guān)研究近年來(lái)進(jìn)展迅速，因而有必要系統(tǒng)地將相關(guān)理論、研究方法、前沿技術(shù)和*新進(jìn)展融人到航空航天類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中，從知識(shí)、能力、思維方式和綜合素質(zhì)等多個(gè)角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面培養(yǎng)，以貼近科學(xué)前沿、理論實(shí)踐結(jié)合和自主探究解決方案等手段鍛煉學(xué)生的綜合能力。本書(shū)從仿生撲翼微型飛行器總體設(shè)計(jì)的角度概述介紹仿生技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用，包括動(dòng)物的飛行特點(diǎn)和其在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理、動(dòng)物飛行的空氣動(dòng)力學(xué)原理和飛行力學(xué)基本原理，仿生撲翼飛行器設(shè)計(jì)中的各大系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，包括動(dòng)力系統(tǒng)、升力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和有效載荷等，增強(qiáng)讀者對(duì)仿生撲翼微型飛行器的基本原理、組成、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用的全面認(rèn)知。
仿生撲翼微型飛行器具有體積小、重量輕、攜帶方便、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，因此在單兵作戰(zhàn)、反恐作戰(zhàn)、情報(bào)偵査等軍事領(lǐng)域以及災(zāi)害救援和環(huán)境監(jiān)控等民用領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，是未來(lái)*具潛力的一種微型飛行器。撲翼微型飛行器在力學(xué)機(jī)理、控制方式與控制算法以及材料和加工工藝等方面都與常規(guī)飛行器不同，對(duì)多個(gè)學(xué)科前沿技術(shù)與理論提出了不小的挑戰(zhàn)，相關(guān)研究近年來(lái)進(jìn)展迅速，因而有必要系統(tǒng)地將相關(guān)理論、研究方法、前沿技術(shù)和*新進(jìn)展融人到航空航天類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中，從知識(shí)、能力、思維方式和綜合素質(zhì)等多個(gè)角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面培養(yǎng)，以貼近科學(xué)前沿、理論實(shí)踐結(jié)合和自主探究解決方案等手段鍛煉學(xué)生的綜合能力。本書(shū)從仿生撲翼微型飛行器總體設(shè)計(jì)的角度概述介紹仿生技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用，包括動(dòng)物的飛行特點(diǎn)和其在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理、動(dòng)物飛行的空氣動(dòng)力學(xué)原理和飛行力學(xué)基本原理，仿生撲翼飛行器設(shè)計(jì)中的各大系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，包括動(dòng)力系統(tǒng)、升力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和有效載荷等，增強(qiáng)讀者對(duì)仿生撲翼微型飛行器的基本原理、組成、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用的全面認(rèn)知。
作者多年來(lái)一直從事仿生撲翼微型飛行器的教學(xué)與科研工作，在北京航空航天大學(xué)主講“仿生飛行器”本科生核心通識(shí)課。盡管?chē)?guó)內(nèi)已有研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展仿生撲翼微型飛行器的研制工作,但截至 2023年,國(guó)內(nèi)高校尚沒(méi)有一本相關(guān)教材,使得選修通識(shí)課的本科生只能通過(guò)閱讀論文獲得片面信息。仿生撲翼微型飛行器在氣動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、控制等方面的原理均與固定翼或旋翼飛行器顯著不同,故若以現(xiàn)有的固定翼或旋翼飛行器教材作為學(xué)習(xí)的參考資料，可獲取的知識(shí)不夠全面。因此，作者深感有必要編寫(xiě)一本仿生撲翼微型飛行器概論，作為“仿生飛行器”通識(shí)課及其他院校選擇相關(guān)課程學(xué)生的入門(mén)學(xué)習(xí)資料，也可指導(dǎo)從事仿生撲翼微型飛行器研制的科研人員。
為了使讀者更清晰地理解本書(shū)內(nèi)容,作者盡可能少地涉及數(shù)學(xué)知識(shí)，盡量以通俗的語(yǔ)言進(jìn)行介紹。本書(shū)共9章，各章要點(diǎn)如下。
第1章介紹了自然界昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、哺乳動(dòng)物以及早期翼龍飛行的演化歷史，概述了人類(lèi)探索撲翼飛行的歷史進(jìn)程并重點(diǎn)介紹仿生撲翼微型飛行器概念簡(jiǎn)要介紹了仿生撲翼微型飛行器研制的關(guān)鍵理論與技術(shù)，列舉了目前國(guó)際上已公開(kāi)的樣機(jī)。
第2章簡(jiǎn)要介紹了鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)飛行的撲翼運(yùn)動(dòng)特征及空氣動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)重點(diǎn)介紹了撲翼懸停與前飛的非定常空氣動(dòng)力學(xué)原理，包括昆蟲(chóng)懸停飛行的高升力機(jī)制，鳥(niǎo)類(lèi)滑翔、群體飛行的基本氣動(dòng)原理等。
第3章以鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)翼的生理學(xué)構(gòu)造和特征為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹目前仿生翼的設(shè)計(jì)方法、材料制備、加工工藝以及性能測(cè)試。
第4章介紹了仿生撲翼微型飛行器能源系統(tǒng)的主要類(lèi)型、性能指標(biāo)與選型準(zhǔn)則，簡(jiǎn)要介紹了仿生撲翼微型飛行器動(dòng)力系統(tǒng)的常見(jiàn)類(lèi)型及其匹配設(shè)計(jì)方法。
第5章以鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)驅(qū)動(dòng)翼拍動(dòng)的生理結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，鋪墊了若干典型機(jī)械傳動(dòng)形式的原理與應(yīng)用案例，重點(diǎn)介紹了仿鳥(niǎo)與仿昆蟲(chóng)撲翼傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例及其設(shè)計(jì)流程。
第6章以飛行控制的基本原理為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要介紹了飛行器控制系統(tǒng)的常見(jiàn)軟硬件，重點(diǎn)介紹了仿生撲翼微型飛行器的控制方法及其響應(yīng)控制器設(shè)計(jì)方法。
第7章以仿生撲翼微型飛行器的應(yīng)用需求為牽引，簡(jiǎn)要介紹其可能裝載的圖像采集系統(tǒng)、聲音采集系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等常見(jiàn)機(jī)載系統(tǒng)。
第8章簡(jiǎn)要介紹仿生撲翼微型飛行器傳動(dòng)系統(tǒng)、升力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的地面測(cè)試試驗(yàn)布置方案與流程，重點(diǎn)介紹其懸停、起飛等重要試飛科目的試飛流程；對(duì)試飛階段常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行解答并提出解決措施。
第9章圍繞仿生撲翼微型飛行器在軍民領(lǐng)域的應(yīng)用前景，描述其未來(lái)在變體、輕量化、降噪、新能源、隱身等方面的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，描繪了在軍事與民用領(lǐng)域的若干假想應(yīng)用場(chǎng)景。
仿生撲翼微型飛行器概論 (教材)仿生撲翼微型飛行器概論 (教材) 前言
在人類(lèi)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中，飛行始終是人們夢(mèng)寐以求的能力。自然界的鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)、蝙蝠等生物經(jīng)過(guò)數(shù)億年的自然選擇才擁有了如今高超的飛行技能,支持它們完成遷徙、捕食、逃脫等行為。人類(lèi)探索飛行奧秘與實(shí)現(xiàn)飛行也經(jīng)歷了千年的發(fā)展歷程。1903年,美國(guó)萊特兄弟首次成功試飛了依靠自身動(dòng)力的**架飛機(jī)--“飛行者一號(hào)”，邁出了人類(lèi)研制飛機(jī)、實(shí)現(xiàn)飛行的**步。現(xiàn)如今，常規(guī)客機(jī)的研制技術(shù)已非常成熟，乘坐客機(jī)穿梭于城市之間甚至是跨越大洋都已不是難題。如果仔細(xì)觀察客機(jī)布局，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們實(shí)現(xiàn)飛行的原理與自然界的生物完全不同。鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)、蝙蝠等生物主要依靠撲動(dòng)的翅膀完成飛行，而客機(jī)主要依靠固定的機(jī)翼和航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)分別產(chǎn)生升力和推力。因此，雖然客機(jī)的出現(xiàn)在一定程度上滿(mǎn)足了人類(lèi)飛行的需求，但科學(xué)家們依然熱衷于探索由撲翼驅(qū)動(dòng)的飛行方式并研制相應(yīng)布局的飛行器。
仿生撲翼微型飛行器概論 (教材) 目錄
第1章 緒 論
1.1 動(dòng)物飛行的演化
1.2 人類(lèi)探索撲翼飛行的歷史
1.3 仿生撲翼微型飛行器發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 仿生撲翼微型飛行器用
第2章 動(dòng)物飛行的基本空氣動(dòng)力學(xué)原理
2.1 動(dòng)物飛行的運(yùn)動(dòng)特征
2.2 空氣動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)
2.3 鳥(niǎo)類(lèi)飛行的基本力學(xué)原理
2.4 昆蟲(chóng)飛行的基本力學(xué)原理
第3章 仿生翼構(gòu)造與特點(diǎn)
3.1 生物翼的結(jié)構(gòu)特征與運(yùn)動(dòng)模式
3.2 仿生翼的結(jié)構(gòu)特征、制備材料與制備工藝
3.3 仿生翼的性能評(píng)價(jià)與測(cè)量方法
第4章 仿生撲翼微型飛行器的能源與動(dòng)力系統(tǒng)
4.1 能源系統(tǒng)簡(jiǎn)介
4.2 動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)介
第5章 仿生撲翼微型飛行器傳動(dòng)系統(tǒng)
5.1 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
5.2 仿生撲翼的傳動(dòng)系統(tǒng)原理與舉例
5.3 仿生撲翼傳動(dòng)系統(tǒng)舉例
5.4 仿生撲翼的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
第6章 仿生撲翼微型飛行器的控制系統(tǒng)
6.1 飛行控制的基本原理
6.2 控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
6.3 仿生撲翼微型飛行器的控制器設(shè)計(jì)
第7章 仿生撲翼微型飛行器的任務(wù)載荷系統(tǒng)
7.1 總體性能指標(biāo)要求
7.2 圖像采集系統(tǒng)
7.3 聲音采集系統(tǒng)
7.4 大氣信息采集系統(tǒng)
7.5 生命探測(cè)系統(tǒng)
7.6 導(dǎo)航系統(tǒng)
7.7 導(dǎo)引系統(tǒng)
7.8 武器系統(tǒng)
7.9 中繼系統(tǒng)
第8章 仿生撲翼微型飛行器試飛
8.1 地面試驗(yàn)
8.2 試飛測(cè)試
8.3 試飛階段常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施
第9章 未來(lái)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用設(shè)想
9.1 技術(shù)領(lǐng)域及其發(fā)展趨勢(shì)
9.2 應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)想
附錄A 仿生撲翼微型飛行器制作與基礎(chǔ)試飛測(cè)試
A.1 內(nèi)容概述
A.2 仿生撲翼微型飛行器的組成和工作原理
A.3 仿生撲翼微型飛行器的制作裝配
A.4 仿生撲翼微型飛行器的檢測(cè)、調(diào)試和試飛
展開(kāi)全部
仿生撲翼微型飛行器概論 (教材) 作者簡(jiǎn)介
吳江浩，北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院教授，主要從事生物飛行機(jī)理及其在仿生微型飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究。主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目/課題 30 余項(xiàng)，在Progress in Aerospace Sciences、Journal of Fluid Mechanics等期刊發(fā)表論文 100 余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利 30 余項(xiàng)，獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、中國(guó)航空學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)，入選美國(guó)斯坦福大學(xué)全球前2%頂尖科學(xué)家年度科學(xué)影響力榜單。
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