本書基于作者及其團隊過去 ２０ 余年對軸對稱推力矢量噴管 (ＡＶＥＮ)的研究成果撰寫，包括第五代戰(zhàn)斗機的介紹及定義要素，機械式推力矢量
噴管及我國 (ＡＶＥＮ) 的研發(fā)歷程，大推力三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ，ＡＶＥＮ 運動分析、 三維結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真，ＡＶＥＮ 運動反解與變形控制補償，ＡＶＥＮ 故障應(yīng)急防護及中立復(fù)位，并聯(lián)機構(gòu)奇異構(gòu)型分岔復(fù)雜性，ＡＶＥＮ 中的奇異構(gòu)型，以及提高 ＡＶＥＮ 奇異構(gòu)型動態(tài)穩(wěn)定性的方法等內(nèi)容。
本書可以作為第五代戰(zhàn)斗機推力矢量與飛機機翼一體化設(shè)計人員及控制編程人員了解 ＡＶＥＮ 運動與控制機理的參考書，也可以作為航空航天并
聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用研究設(shè)計人員規(guī)避并聯(lián)機構(gòu)運動奇異性設(shè)計與控制的參考書。本書對于國防愛好者了解世界推力矢量技術(shù)的發(fā)展有幫助，值得收藏。
前 言
第 １ 章 噴氣發(fā)動機推力矢量控制
技術(shù)…………………………………… １
１?? １ 第五代戰(zhàn)斗機的定義要素 ……………… １
１?? ２ 推力矢量控制技術(shù) (ＴＶＣ) …………… ２
１?? ２?? １ 推力矢量 …………………………… ２
１?? ２?? ２ 推力矢量的實施方法 ……………… ３
１?? ３ 推力矢量控制技術(shù)的應(yīng)用 ……………… ４
１?? ３?? １ 應(yīng)用推力矢量控制技術(shù)的飛機 …… ４
１?? ３?? ２ 典型的推力矢量噴管及飛機 ……… ５
１?? ４ ＴＶＣ 對飛機超機動性能的改善………… １２
１?? ４?? １ 推力矢量對飛機超機動的
必要性 ……………………………… １３
１?? ４?? ２ 推力矢量對飛機性能的改善 ……… １５
１?? ５ 小結(jié) ……………………………………… １７
參考文獻 ……………………………………… １７
第 ２ 章 機械式推力矢量噴管 …………… １９
２?? １ 機械式推力矢量噴管的發(fā)展歷程 ……… １９
２?? １?? １ 推力矢量噴管的發(fā)展歷程 ………… １９
２?? １?? ２ 我國推力矢量噴管的發(fā)展歷程 …… ２４
２?? ２ 機械式推力矢量噴管的性能 …………… ２７
２?? ２?? １ ＳＣＦＮ 推力矢量噴管 ……………… ２７
２?? ２?? ２ 軸對稱推力矢量噴管
(ＡＶＥＮ) ………………………… ３０
２?? ３ 軸對稱推力矢量噴管的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……… ３３
２?? ３?? １ 轉(zhuǎn)向驅(qū)動環(huán)定心機構(gòu) ……………… ３３
２?? ３?? ２ 擴張段密封懸掛機構(gòu) ……………… ３６
２?? ４ 小結(jié) ……………………………………… ３９
參考文獻 ……………………………………… ４０
第 ３ 章 大推力三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ 的
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 …………………………… ４１
３?? １ 三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ 方案…………………… ４１
３?? １?? １ 三環(huán)驅(qū)動方案的結(jié)構(gòu)組成 ………… ４１
３?? １?? ２ 三環(huán)驅(qū)動方案的運動機理 ………… ４３
３?? １?? ３ 三環(huán)驅(qū)動方案的特點 ……………… ４５
３?? ２ 三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ 構(gòu)件的變形分析……… ４５
３?? ２?? １ ＡＶＥＮ 受力分析 …………………… ４５
３?? ２?? ２ ＡＶＥＮ 變形分析 …………………… ４８
３?? ３ 大推力發(fā)動機三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ
方案創(chuàng)新 ………………………………… ５２
３?? ３?? １ 三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ 收斂段驅(qū)動
方式 ………………………………… ５３
３?? ３?? ２ 大推力發(fā)動機三環(huán)驅(qū)動 ＡＶＥＮ
方案創(chuàng)新 …………………………… ５５
３?? ３?? ３ 三環(huán)多作動筒驅(qū)動方案 …………… ５８
３?? ４ 小結(jié) ……………………………………… ５９
第 ４ 章 ＡＶＥＮ 運動分析與尺寸優(yōu)化…… ６０
４?? １ ＡＶＥＮ 運動分析 ………………………… ６０
４?? １?? １ ＡＶＥＮ 運動機理 …………………… ６０
４?? １?? ２ 轉(zhuǎn)向驅(qū)動環(huán)運動分析 ……………… ６２
４?? １?? ３ 擴張調(diào)節(jié)片運動分析 ……………… ６６
４?? １?? ４ 擴張密封片 ………………………… ６７
４?? ２ ＡＶＥＮ 線架仿真 ………………………… ６７
４?? ２?? １ 非線性方程求解初值問題 ………… ６７
４?? ２?? ２ ＡＶＥＮ 線架仿真 …………………… ７２
４?? ３ ＡＶＥＮ 性能評價 ………………………… ７５
４?? ３?? １ 制約 ＡＶＥＮ 性能的因素 …………… ７５
４?? ３?? ２ ＡＶＥＮ 尺寸與性能的關(guān)系 ………… ７６
４?? ４ ＡＶＥＮ 性能優(yōu)化 ………………………… ７９
４?? ４?? １ 數(shù)學(xué)模型 …………………………… ７９
４?? ４?? ２ 優(yōu)化結(jié)果 …………………………… ８１
４?? ５ 小結(jié) ……………………………………… ８２
參考文獻 ……………………………………… ８２
第 ５ 章 ＡＶＥＮ 三維仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
集成平臺 …………………………… ８３
５?? １ “后臺預(yù)置” 裝配方法 ………………… ８３
５?? １?? １ 約束裝配存在的問題和
“后臺預(yù)置” 裝配方法的提出 …… ８３
５?? １?? ２ “后臺預(yù)置” 裝配方法 …………… ８５
５?? １?? ３ 基于 ＵＧ 平臺的 ＡＶＥＮ 虛擬
裝配 ………………………………… ８７
５?? ２ 面向?qū)ο?ＡＶＥＮ 三維實體造型………… ９８
５?? ２?? １ 面向?qū)ο螽a(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的組成 …… ９８
５?? ２?? ２ 構(gòu)件的參數(shù)模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動 …… １００
５?? ２?? ３ ＡＶＥＮ 三維零件數(shù)據(jù)庫 ………… １０５
５?? ３ 面向?qū)ο?ＡＶＥＮ 結(jié)構(gòu)優(yōu)化集成平臺 … １０７
５?? ３?? １ 面向?qū)ο?ＡＶＥＮ 尺寸優(yōu)化設(shè)計 … １０７
５?? ３?? ２ 面向?qū)ο?ＡＶＥＮ 性能優(yōu)化集成
平臺 ……………………………… １１１
５?? ４ 小結(jié) …………………………………… １１４
第 ６ 章 ＡＶＥＮ 實時運動反解及
其解析式 ………………………… １１５
６?? １ ＡＶＥＮ 運動反解近似模型 …………… １１５
６?? １?? １ ＡＶＥＮ 運動反解參數(shù) …………… １１５
６?? １?? ２ 構(gòu)件位姿描述 …………………… １１７
６?? １?? ３ 特殊位置擴張調(diào)節(jié)片位姿 ……… １１９
６?? １?? ４ 時變幾何體描述 ………………… １２３
６?? １?? ５ ＡＶＥＮ 運動反解近似模型 ……… １２４
６?? ２ 近似模型降維 ………………………… １２５
６?? ３ ＡＶＥＮ 運動反解精確模型 …………… １２７
６?? ３?? １ 一般位置擴張調(diào)節(jié)片的位姿描述
方程 ……………………………… １２７
６?? ３?? ２ 噴口面積 Ａ９ 的誤差補償………… １２９
６?? ３?? ３ 幾何矢量偏轉(zhuǎn)角 δｇｅｆ的誤差
補償 ……………………………… １３３
６?? ３?? ４ ＡＶＥＮ 運動反解流程 …………… １３５
６?? ４ 實例計算 ……………………………… １３６
６?? ５ ＡＶＥＮ 運動反解虛擬驗證 …………… １３７
６?? ５?? １ ＡＶＥＮ 裝置輸出性能參數(shù)測量
的困難性 ………………………… １３８
６?? ５?? ２ ＡＶＥＮ 運動反解的虛擬測量 …… １３９
６?? ６ 小結(jié) …………………………………… １４２
第 ７ 章 ＡＶＥＮ 載荷變形與誤差控制
補償 ………………………………… １４３
７?? １ 關(guān)鍵承力件變形分析 ………………… １４３
７?? １?? １ 實體模型 ………………………… １４３
７?? １?? ２ 收斂調(diào)節(jié)片 ……………………… １４４
７?? １?? ３ 擴張調(diào)節(jié)片 ……………………… １４６
７?? １?? ４ 拉桿 ……………………………… １４８
７?? ２ 主要構(gòu)件運動副間隙確定 …………… １５０
７?? ２?? １ 收斂調(diào)節(jié)片構(gòu)件鉸接處間隙
補償量 …………………………… １５０
７?? ２?? ２ 擴張調(diào)節(jié)片構(gòu)件鉸接處間隙
補償量 …………………………… １５２
７?? ３ 溫度與變形的控制補償 ……………… １５３
７?? ３?? １ 溫度與變形對擴張調(diào)節(jié)片位姿的
影響 ……………………………… １５３
７?? ３?? ２ 構(gòu)件變形的幾何矢量偏轉(zhuǎn)角和
噴口面積誤差 …………………… １５４
７?? ３?? ３ 數(shù)值分析 ………………………… １５６
７?? ４ 構(gòu)件變形的控制補償 ………………… １５６
７?? ５ 小結(jié) …………………………………… １５７
第 ８ 章 ＡＶＥＮ 故障應(yīng)急中立復(fù)位
防護 ………………………………… １５８
８?? １ ＡＶＥＮ 故障應(yīng)急防護 ………………… １５８
８?? １?? １ ＡＶＥＮ 安全防護的三個關(guān)鍵
問題 ……………………………… １５８
８?? １?? ２ 國外 ＡＶＥＮ 應(yīng)急防護方案 ……… １５９
８?? １?? ３ Ａ９ 環(huán)作動筒應(yīng)急復(fù)位防護技術(shù)
方案 ……………………………… １６３
８?? ２ 應(yīng)急防護系統(tǒng)的工作原理 …………… １６３
８?? ２?? １ 應(yīng)急復(fù)位液壓系統(tǒng)的原理圖 …… １６３
８?? ２?? ２ 基于伺服滑閥的 Ａ９ 環(huán)作動筒
應(yīng)急復(fù)位 ………………………… １６７
８?? ２?? ３ 各種故障模式下的應(yīng)急復(fù)位 …… １７２
８?? ２?? ４ Ａ９ 環(huán)作動筒應(yīng)急復(fù)位方案的
技術(shù)優(yōu)勢 ………………………… １７４
８?? ３ 關(guān)鍵件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………… １７５
８?? ３?? １ 集成閥總成 ……………………… １７５
８?? ３?? ２ 集成閥構(gòu)成單元 ………………… １７６
８?? ３?? ３ Ａ９ 環(huán)作動筒的結(jié)構(gòu)調(diào)整 ………… １７９
８?? ４ 小結(jié) …………………………………… １８０
參考文獻……………………………………… １８０
第 ９ 章 ＡＶＥＮ 面積比 (Ａ９ / Ａ８)
失調(diào)防護 ………………………… １８１
９?? １ Ａ９ / Ａ８ 面積比防護方案 ……………… １８１
９?? １?? １ Ａ９ / Ａ８ 面積比防護的必要性 …… １８１
９?? １?? ２ 液壓回路的組成與工作原理 …… １８２
９?? １?? ３ 面積比防護實施過程 …………… １８４
９?? ２ 關(guān)鍵件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理 ……… １８６
９?? ３ 容積積分求差元件的構(gòu)成與工作
原理 …………………………………… １８８
９?? ３?? １ 閥體結(jié)構(gòu) ………………………… １８８
９?? ３?? ２ 容積積分求差元件的工作原理 … １９０
９?? ４ 小結(jié) …………………………………… １９２
參考文獻……………………………………… １９２
第 １０ 章 并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型分岔 …………… １９３
１０?? １ 并聯(lián)機構(gòu)奇異問題 …………………… １９３
１０?? １?? １ 并聯(lián)機構(gòu)奇異失控運動 ………… １９３
１０?? １?? ２ 奇異性研究方法 ………………… １９５
１０?? １?? ３ 奇異位置空間分布 ……………… １９７
１０?? ２ 并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型分岔的復(fù)雜性 ………… １９８
１０?? ２?? １ 奇異位置及其裝配構(gòu)型 ………… １９８
１０?? ２?? ２ 單輸入?yún)?shù)的奇異位置及其
構(gòu)型曲線 ………………………… ２００
１０?? ２?? ３ 多輸入?yún)?shù)下的構(gòu)型曲線及
裝配構(gòu)型 ………………………… ２０４
１０?? ３ 并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型分岔特性 ……………… ２１１
１０?? ３?? １ 構(gòu)型分岔現(xiàn)象 …………………… ２１２
１０?? ３?? ２ 分岔方程 ………………………… ２１３
１０?? ３?? ３ 構(gòu)型分岔特性 …………………… ２１６
１０?? ４ 擾動對構(gòu)型分岔特性的影響 ………… ２２０
１０?? ４?? １ 單輸入?yún)?shù)分岔特性 …………… ２２０
１０?? ４?? ２ 擾動對構(gòu)型分岔特性的影響 …… ２２５
１０?? ５ 小結(jié) …………………………………… ２３３
參考文獻……………………………………… ２３３
第 １１ 章 ＡＶＥＮ 中的奇異構(gòu)型與
分岔 ……………………………… ２３６
１１?? １ ＡＶＥＮ 轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)的奇異問題 …… ２３６
１１?? １?? １ 轉(zhuǎn)向驅(qū)動環(huán)驅(qū)動機構(gòu) …………… ２３６
１１?? １?? ２ 構(gòu)型分岔特性 ………………… ２３７
１１?? ２ 輸入位移狀態(tài)變量構(gòu)型分岔特性 …… ２４１
１１?? ２?? １ 時變幾何體構(gòu)型方程 …………… ２４１
１１?? ２?? ２ 時變幾何體構(gòu)型分岔特性 ……… ２４５
１１?? ３ ＲＲＳＲ 運動鏈奇異構(gòu)型 ……………… ２５０
１１?? ３?? １ 桁架結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性理論 ……… ２５０
１１?? ３?? ２ ＲＳＲＲ 運動鏈奇異構(gòu)型分析 …… ２５１
１１?? ４ 小結(jié) …………………………………… ２５３
參考文獻……………………………………… ２５４
第 １２ 章 ＡＶＥＮ 免奇異設(shè)計 …………… ２５５
１２?? １ 線性擾動函數(shù) ………………………… ２５５
１２?? １?? １ 構(gòu)型曲線遷移 …………………… ２５６
１２?? １?? ２ 線性擾動函數(shù)的構(gòu)造 …………… ２５８
１２?? ２ 構(gòu)型曲線遷移軌跡和非線性擾動
函數(shù) …………………………………… ２６２
１２?? ２?? １ 理想的構(gòu)型曲線遷移軌跡 ……… ２６３
１２?? ２?? ２ 非線性擾動函數(shù) ………………… ２６４
１２?? ３ ＡＶＥＮ 轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)免奇異設(shè)計 …… ２６９
１２?? ３?? １ 奇異位置伴隨輸入?yún)?shù)分布
曲面 ……………………………… ２６９
１２?? ３?? ２ ３￣ＳＰＳ / ３￣ＰＲＳ 并聯(lián)機構(gòu)輸入
參數(shù)的取值范圍 ………………… ２７０
１２?? ３?? ３ ３￣ＳＰＳ / ３￣ＰＲＳ 并聯(lián)機構(gòu)免奇
異輸入?yún)?shù)的取值空間 ………… ２７１
１２?? ４ 規(guī)避并聯(lián)機構(gòu)運動奇異的免奇異
輸入?yún)?shù)取值空間方法 ……………… ２７２
１２?? ５ 小結(jié) …………………………………… ２７５
參考文獻……………………………………… ２７５
第 １３ 章 動態(tài)規(guī)避并聯(lián)機構(gòu)運動
奇異 ……………………………… ２７７
１３?? １ 動力學(xué)參數(shù)對并聯(lián)機構(gòu)奇異點動態(tài)
穩(wěn)定性的影響 ………………………… ２７７
１３?? １?? １ 奇異點動態(tài)穩(wěn)定性 ……………… ２７７
１３?? １?? ２ ３￣ＲＰＳ 并聯(lián)機構(gòu)微分動力學(xué)
方程 ……………………………… ２７８
１３?? １?? ３ 輸入動力學(xué)參數(shù)對并聯(lián)機構(gòu)
動態(tài)穩(wěn)定性的影響 ……………… ２８１
１３?? １?? ４ 質(zhì)點初始速度對并聯(lián)機構(gòu)動態(tài)
穩(wěn)定性的影響 …………………… ２８４
１３?? ２ 奇異點動態(tài)穩(wěn)定性的改善 …………… ２８７
１３?? ２?? １ 奇異點動態(tài)穩(wěn)定性分析的近似
理論———蓋爾圓定理 …………… ２８８
１３?? ２?? ２ 奇異點動態(tài)穩(wěn)定性分析的
精確理論———Ｈｕｒｗｉｔｚ 判據(jù) …… ２９３
１３?? ３ 奇異點穩(wěn)定運動 ……………………… ２９８
１３?? ３?? １ 規(guī)范型理論 ……………………… ２９８
１３?? ３?? ２ 動態(tài)穩(wěn)定條件下的輸入動力學(xué)
參數(shù)分布 ………………………… ２９９
１３?? ４ 動態(tài)規(guī)避并聯(lián)機構(gòu)運動奇異性的
方法 …………………………………… ３０２
１３?? ５ 小結(jié) …………………………………… ３０２
參考文獻……………………………………… ３０３
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