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第1章 概论1

1.1概述1

1.1.1模型自由飞试验的特点及分类1

1.1.2模型自由飞试验的主要研究内容5

1.2模型自由飞试验在飞行器研制中的作用11

1.3模型自由飞试验的经济性与精度18

1.3.1模型自由飞试验的经济性18

1.3.2模型自由飞试验的精度20

1.4模型自由飞试验技术的发展方向23

1.4.1扩大试验空域和速域23

1.4.2开展带动力模型自由飞试验研究24

1.4.3改进自由飞试验技术24

参考文献26

第2章 模型自由飞试验的总体方案和可靠性30

2.1模型自由飞试验的相似性要求30

2.1.1几何相似和质量参数相似30

2.1.2主要相似参数32

2.2模型自由飞试验的总体方案34

2.2.1总体方案的制定34

2.2.2总体方案与各系统方案之间的关系42

2.3模型自由飞试验的可靠性44

2.3.1模型自由飞试验中可靠性的特殊意义44

2.3.2影响模型自由飞试验可靠性的因素45

2.4模型自由飞试验的可靠性设计47

2.4.1模型自由飞试验的可靠性要求及指标47

2.4.2模型自由飞试验可靠性设计的基本原则52

2.4.3模型自由飞试验可靠性的验收及评估52

参考文献53

第3章 模型自由飞试验的参数计算和测量数据处理54

3.1自由飞试验模型气动力数据估算54

3.1.1自由飞试验模型气动力数据预估54

3.1.2自由飞试验模型的风洞试验63

3.2自由飞试验模型飞行弹道计算66

3.2.1弹道计算的目的66

3.2.2质点弹道计算67

3.2.3六自由度弹道计算68

3.2.4解方程所用的原始数据70

3.2.5数值积分与插值方法71

3.3自由飞试验模型稳定性和扰动运动估算73

3.3.1自由飞试验模型的稳定性73

3.3.2扰动运动估算77

3.4自由飞试验模型气动热环境参数估算82

3.4.1估算的初始条件83

3.4.2无粘流场计算84

3.4.3边界层传热系数计算86

3.4.4壳体（蒙皮）温度计算88

3.5自由飞试验模型尾旋仿真计算90

3.5.1数学模型90

3.5.2气动力模型93

3.6光学测量和遥测数据处理95

3.6.1光测数据处理95

3.6.2遥测数据处理101

3.6.3遥测数据的预处理104

参考文献107

第4章 自由飞试验模型的设计制作108

4.1自由飞试验模型的设计要求108

4.1.1自由飞试验模型的基本要求108

4.1.2自由飞试验模型外形精度的确定110

4.1.3自由飞试验模型结构材料的选取112

4.2自由飞试验模型结构设计116

4.2.1自由飞试验模型设计载荷的确定116

4.2.2自由飞试验模型结构设计步骤117

4.2.3自由飞试验模型几种典型结构120

4.3自由飞试验模型强度计算126

4.3.1选取模型结构数学模型的原则127

4.3.2模型结构强度计算127

4.4模型结构的动态特性分析131

4.4.1模型结构动态特性分析的目的和特点131

4.4.2模型结构动态特性计算132

4.5自由飞试验模型的加工装配和检验134

4.5.1自由飞试验模型的加工装配134

4.5.2自由飞试验模型的检验138

4.6自由飞试验模型的地面试验139

4.6.1自由飞试验模型的静力试验139

4.6.2自由飞试验模型的动态特性试验142

4.6.3自由飞试验模型的动强度试验144

4.6.4自由飞试验模型的热载试验145

参考文献147

第5章 模型自由飞试验的控制系统148

5.1自由飞试验模型的控制方式148

5.1.1有线控制148

5.1.2无线电遥控149

5.1.3程序控制149

5.1.4自动驾驶150

5.1.5推力向量控制150

5.1.6姿态控制151

5.2无线电遥控系统151

5.2.1遥控系统在模型自由飞试验中的作用151

5.2.2遥控系统的组成和工作原理152

5.2.3频分制多通道遥控系统153

5.2.4多通道数字比例遥控系统155

5.3程序控制系统157

5.3.1程序控制系统的作用及分类157

5.3.2自由飞试验使用的程序控制器158

5.4自动驾驶系统159

5.4.1自动驾驶系统的主要功能159

5.4.2自动驾驶系统的工作原理162

5.4.3一种典型的遥控试验机自动驾驶系统165

5.5推力向量控制系统167

5.5.1推力向量控制技术的作用167

5.5.2推力向量控制系统的种类168

5.5.3流体二次喷射推力向量控制系统169

5.6姿态控制系统170

5.6.1姿态控制系统的任务和要求171

5.6.2姿态控制系统的组成及工作原理171

第6章 模型自由飞试验的测量系统173

6.1遥测技术的发展概况173

6.1.1遥测技术的一般概念173

6.1.2国内外遥测技术及发展方向173

6.2自由飞试验的测量技术176

6.2.1自由飞试验测量技术的现状176

6.2.2自由飞试验测量技术的要求和特点177

6.3自由飞试验常用的传感器177

6.3.1压电角速度传感器178

6.3.2过载传感器179

6.3.3压电晶体加速度传感器179

6.3.4电感式压差及压力传感器180

6.3.5角加速度传感器180

6.3.6压差归零式迎角/侧滑角传感器181

6.3.7高度传感器182

6.3.8速度传感器182

6.3.9差容式加速度传感器183

6.3.10石英挠性伺服加速度传感器184

6.4无线电遥测系统184

6.4.1无线电遥测系统的组成184

6.4.2系统的性能及技术指标185

6.5小型磁记录系统186

6.5.1系统的组成186

6.5.2系统的功能及工作原理188

6.5.3系统的性能及技术指标189

6.6单片机遥测系统191

6.6.1系统的技术指标及特点191

6.6.2系统的组成及工作原理192

第7章 模型自由飞试验的动力系统196

7.1助推固体火箭发动机196

7.1.1固体火箭发动机的结构和工作原理197

7.1.2固体火箭发动机的主要参数200

7.2助推固体火箭发动机的选用及组合202

7.2.1助推固体火箭发动机的选用202

7.2.2助推固体火箭发动机的组合204

7.3小型固体火箭发动机205

7.4小型活塞式航空发动机206

7.4.1小型活塞式航空发动机的种类206

7.4.2小型活塞式航空发动机的组成206

7.5小型空气喷气发动机208

第8章 模型自由飞试验的回收系统214

8.1自由飞试验模型的回收方式214

8.2降落伞回收系统的设计217

8.2.1降落伞-模型吊挂系统平衡下降速度217

8.2.2开伞过程218

8.2.3降落伞系统的参数设计222

8.2.4伞型的选择223

8.3降落伞回收过程的轨迹计算225

8.4伞舱开启机构和伞包释放装置226

8.5回收系统空投试验228

第9章 自由飞试验模型的总装调配230

9.1模型总装调配的内容和要求230

9.1.1试验设备的安装及方位测量230

9.1.2模型质量参数的调配与测量231

9.1.3模型和助推（运载）器的对接装配231

9.2模型的总装与调配233

9.2.1有安装要求之设备的安装及位置测量234

9.2.2其余设备和配重的安装及调配235

9.3模型总装调配方案的估算236

9.3.1手工试算估算装配方案237

9.3.2用内点惩罚函数法估算装配方案240

9.4模型质量质心位置和惯性矩的测量244

9.4.1模型质量质心位置的测量244

9.4.2模型惯性矩的测量246

第10章 自由飞试验模型的升空与分离252

10.1自由飞试验模型的升空方式252

10.1.1助推器发射升空252

10.1.2运载器带飞升空253

10.1.3其它升空方式255

10.2模型和助推器的组合方式及分离机构255

10.2.1模型和助推器的组合方式255

10.2.2分离机构256

10.3地面发射设备263

10.3.1 HP-2号地面发射车264

10.3.2三七地面发射设备266

10.3.3 Ⅱ型靶机地面发射设备267

10.4投放模型对运载器的要求及投放装置267

10.4.1投放模型对运载器的要求268

10.4.2模型的吊挂投放装置268

第11章 自由飞试验模型的飞行操纵272

11.1遥控操纵的基本要求272

11.1.1操纵飞机模型的一般方法273

11.1.2螺旋桨与飞行操纵274

11.2常规机动飞行的操纵276

11.2.1飞机模型的起飞276

11.2.2飞机模型的着陆278

11.2.3平飞爬升和俯冲280

11.2.4盘旋飞行283

11.3操纵飞机模型的要领285

11.3.1正确判断285

11.3.2掌握时机285

11.3.3迅速准确286

11.3.4按需施量287

11.4特技飞行与操纵288

11.4.1筋斗288

11.4.2横滚290

11.4.3尾旋291

11.5操纵技术与心理素质295

11.5.1遥控操纵人员应具备的心理素质295

11.5.2正确操纵动作的产生297

11.5.3操纵技术的地面训练299

参考文献300

第12章 模型自由飞试验的组织实施301

12.1模型自由飞试验大纲的编制301

12.1.1试验目的301

12.1.2试验设备301

12.1.3试验方法304

12.1.4试验数据采集和处理306

12.2试验准备工作307

12.2.1气动力计算和总体方案的制定308

12.2.2各系统的技术准备311

12.2.3进场前的其它准备工作319

12.3飞行试验的组织实施320

12.3.1进场后的准备工作320

12.3.2试验阵地的准备和飞行试验322

12.4安全及可靠性措施324

12.4.1可靠性措施324

12.4.2安全措施329

第13章 几种典型的模型自由飞试验332

13.1零升阻力模型自由飞试验332

13.1.1零升阻力试验方案332

13.1.2零升阻力试验数据处理335

13.2纵横向动静导数模型自由飞试验339

13.2.1纵向动静导数试验方案339

13.2.2纵向动静导数试验数据处理343

13.3航弹和子母弹自由飞投放试验349

13.3.1低空航弹自由飞投放试验349

13.3.2末修子弹投放试验351

13.4飞机模型尾旋自由飞试验353

13.4.1尾旋试验方案353

13.4.2尾旋试验数据处理356

13.5弹头模型粒子云侵蚀自由飞试验361

13.5.1粒子云侵蚀试验方案361

13.5.2侵蚀试验助推火箭研制362

13.5.3天气环境测量和飞行试验366

参考文献367