第9部分 基本概念

第71章 基本概念：推进与动力

1 引言

2 历史

3 燃气涡轮发动机

3.1 燃气涡轮的历史

3.2 燃气涡轮的早期发展

3.3 性能

3.4 设计中的挑战

3.5 燃气涡轮制造商

4 未来的挑战

4.1 排放

4.2 燃料

4.3 噪声

5 新概念发动机

5.1 齿轮传动式涡扇（GTF）发动机

5.2 开放转子涡扇发动机

5.3 混合式发动机

6 结束语

参考文献

第72章 升力、推力和飞行

1 力和运动

2 产生升力和推力的方法

2.1 自然界生物是怎么做到的（鸟类、昆虫和鱼）

2.2 人类是如何做到的（安装在机身上带有螺旋桨或者喷管的发动机）

3 关于推力的一些基本方程

4 总结

参考文献

第73章 热力学原理

1 引言

2 基本定律

3 状态方程和状态参数关系

3.1 液体和固体

3.2 理想气体

4 实际过程中的功

5 循环

6 效率和？

7 非平衡态热力学

8 未来趋势

参考文献

第74章 推进系统循环

1 引言

2 基本概念

3 奥托循环

4 狄塞尔循环

5 布雷顿循环

6 汉弗莱循环

7 总结

参考文献

第75章 化学平衡、动力学与燃烧

1 引言

2 化学动力学

2.1 简化化学反应机理

2.2 链式反应、支链反应与链终止反应

3 化学反应流

3.1 兰金雨贡纽曲线

3.2 预混火焰

3.3 爆轰波

3.4 火焰稳定性

参考文献

第76章 多相动力学和排放

1 液体雾化和喷雾燃烧

1.1 雾化

2 扩散

3 蒸发

4 燃烧

4.1 非挥发性燃料的燃烧

5 燃料和排放

5.1 燃料

5.2 排放

5.3 燃料和工作特性

6 总结

符号列表

参考文献

第10部分 吸气式发动机概述

第77章 容积式航空发动机简史

1 引言

2 容积式航空发动机的分类

2.1 直列发动机

2.2 旋转和静态星型发动机

2.3 V型发动机

2.4 对置气缸发动机

2.5 其他航空发动机

3 一些科学知识

4 总结

符号列表

参考文献

第78章 燃气涡轮发动机概述

1 引言

2 热力循环和效率的定义

3 涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机与桨扇发动机

4 加大推力——加力燃烧室

5 回热式燃气涡轮发动机

6 联合循环——地面燃气涡轮发动机

7 冲压喷气发动机

8 超燃冲压发动机

9 总结

参考文献

拓展阅读

第79章 燃气涡轮发动机：进气道

1 引言

2 几何术语

3 工作性能

3.1 总压恢复

3.2 进气阻力

4 相容性

4.1 进气道畸变

4.2 流量匹配

4.3 不起动和喘振

5 进气道／机体一体化

5.1 短舱

5.2 遮挡进气道

5.3 边界层隔道

6 研究动态和趋势

6.1 亚声速民用飞行

6.2 超声速民用飞行

6.3 军事飞行

6.4 高超声速飞行

7 总结

参考文献

第80章 燃气涡轮发动机：压气机

1 引言

2 压气机的分类

2.1 正位移式压气机

2.2 动能式压气机

3 压气机的气动热力学过程

3.1 流动过程

3.2 热力过程

4 压气机的效率

4.1 等熵效率

4.2 多变效率

4.3 系统效率

5 压气机系统性能

5.1 性能曲线

5.2 比转速

6 结束语

符号列表

参考文献

第81章 有涵道与无涵道风扇

第82章 燃气涡轮发动机：燃烧室

1 引言

2 通用形式与特性

2.1 双壳的概念

2.2 燃烧室的类型

2.3 传统燃烧室内部特性——参照图1加以说明

3 燃烧

3.1 化学反应

3.2 混气比对燃烧温度及反应率的影响

3.3 混合

4 燃烧室工作过程

4.1 火焰稳定

4.2 掺混过程

4.3 压力损失

4.4 混乱的内部流动

5 核心部件

5.1 燃料喷嘴

5.2 火焰筒

6 现代低排放燃烧室

6.1 RQL燃烧室

6.2 部分预混贫油燃烧混合燃烧室

7 总结

参考文献

第83章 燃气涡轮发动机：涡轮

1 引言

2 轴流涡轮的基本设计要点

2.1 速度三角形

2.2 冲动式涡轮和反力式涡轮

2.3 损失与效率

2.4 设计方法概述

3 轴向涡轮中的三维流动

3.1 二次流现象

3.2 叶尖泄漏流

3.3 转子静子相互干扰

4 涡轮叶片的冷却设计方法

4.1 冷却空气射流现象

4.2 气冷涡轮叶片的常规设计

4.3 耦合计算设计技术

5 总结

符号列表

参考文献

第84章 燃气涡轮发动机：涡轮冷却

1 引言

2 气冷涡轮的设计

3 气冷涡轮设计的基本组成

4 外部高温燃气带来的涡轮冷却需求

5 气膜冷却

6 涡轮叶片的内部冷却

7 燃烧室对涡轮冷却的影响

8 最终的设计

参考文献

第85章 内流空气系统和润滑系统

1 引言

2 二次空气系统和润滑系统概述

2.1 空气流路

2.2 润滑流路

3 内流空气系统和润滑系统的具体技术

3.1 内流空气系统

3.2 润滑系统

4 总结

参考文献

第86章 燃气涡轮发动机：封严技术

1 引言

2 概述

3 静态封严

3.1 金属封严

3.2 金属布式密封

3.3 编织带式和热障涂层式封严

4 动态封严

4.1 叶尖封严

4.2 易磨材料

4.3 篦齿封严

4.4 刷式封严

4.5 端面密封

4.6 油封

4.7 隔离密封

5 先进封严设计

5.1 接触式指尖封严

5.2 非接触式指尖封严

5.3 柔顺片和薄片式封严

5.4 混合刷式封严

5.5 吸气式封严

5.6 微型凹坑封严

5.7 轴承封严

5.8 箔片气体封严

5.9 防砂设计

5.10 主动间隙控制

6 寿命及极限

7 总结

参考文献

拓展阅读

第87章 燃气涡轮发动机：喷管

1 引言

1.1 喷管作用

1.2 收敛和收敛扩张喷管

2 喷管性能

2.1 喷管流量

2.2 推力系数

2.3 收敛喷管性能

2.4 收敛—扩张（C－D）喷管性能

2.5 其他损失机理

2.6 外部阻力

3 喷管分类

3.1 亚声速喷管

3.2 超声速喷管

3.3 高超声速喷管

4 其他功能

4.1 反推力装置

4.2 推力矢量技术

4.3 噪声与消声

4.4 红外隐身

5 喷管的设计、分析和测试

5.1 设计

5.2 分析

5.3 测试

6 总结

符号列表

参考文献

第88章 商用燃气涡轮发动机噪声

1 引言

2 推进系统噪声源

3 噪声法规

4 减噪技术

5 降噪技术将向什么方向发展？

6 结论

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参考文献

第89章 商用燃气涡轮发动机排放

1 引言

1.1 EPA空气质量标准（AQS）

1.2 汽车与工业燃气轮机的减排

2 推进发动机排放

2.1 排放标准

2.2 低排放燃烧技术方案，LEC／RQL

2.3 LEC NOx排放

2.4 LEC碳氢排放

2.5 LEC的CO排放

2.6 LEC中NOx／HC／CO的减排均衡

2.7 LEC的黑烟排放

3 总结

符号列表

参考文献

第90章 超燃冲压发动机：简单循环和组合循环

1 引言

2 超燃冲压发动机循环

2.1 理想循环

2.2 性能分析

2.3 组合循环

2.4 与组合循环相关的几个技术问题

3 总结

符号列表

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参考文献

第91章 超声速掺混与燃烧

1 引言

2 燃料空气掺混

2.1 平行、不受限、可压缩流

2.2 有夹角的或横向交叉流的掺混

2.3 掺混加强

3 化学动力学——反应机理

3.1 氢 空气燃烧的简化机理

3.2 碳氢燃料反应机理

4 总结

符号列表

参考文献

第92章 新概念吸气式推进技术

1 引言

2 亚声速推进

3 超声速推进

4 高超声速推进

5 关键技术

6 外骨架发动机（ESE）

7 磁流体控制的涡喷发动机（磁流体能量分流）

8 ATREX发动机：最近进展

9 组合循环发动机

10 总结

参考文献

第93章 冲压加速器

1 引言

2 工作原理

3 实验设备与结果

4 带挡板的管式冲压加速器

5 计算建模

6 结论

符号列表

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参考文献

第11部分 火箭推进

第94章 火箭推进：基本概念及简介

1 引言

2 分类

3 基本方程

3.1 推力方程

3.2 火箭推进性能参数

4 热力学关系

5 喷管类型

6 多级火箭

7 其他问题

7.1 火箭的稳定性

7.2 发动机冷却

8 结论

符号列表

参考文献

第95章 固体火箭发动机历史概述与基本原理

1 引言

2 技术概述

2.1 推进剂／药柱

2.2 壳体

2.3 喷管

2.4 点火器

3 固体火箭发动机基本原理

4 现代固体火箭简史

5 总结

注释

延伸阅读

第96章 固体推进剂

1 引言

2 固体推进剂性能和组分

2.1 燃料和氧化剂

2.2 黏合剂

2.3 燃速催化剂

2.4 增塑剂

2.5 固化剂

2.6 其他添加剂

3 固体推进剂的分类

3.1 均质固体推进剂

3.2 异质推进剂

4 固体推进剂的燃烧

4.1 燃烧波的结构

4.2 燃烧特性

4.3 固体推进剂的点火

5 总结

符号列表

参考文献

第97章 固体推进：内弹道建模和设计

1 引言

1.1 固体推进剂

1.2 燃烧室压强

1.3 推进剂形态

1.4 燃烧

1.5 凝聚性

1.6 铝燃烧和两相流

2 总结

参考文献

第98章 固体推进剂：点火瞬态过程和燃烧不稳定性

1 点火瞬态过程

1.1 概述

1.2 初始化系统

1.3 点火类型

1.4 点火过程要求

1.5 点火瞬态模型

1.6 特殊要求

1.7 在动力系统中的点火瞬态过程的影响

1.8 发展现状

2 燃烧不稳定性

2.1 概况

2.2 对动力系统的影响

2.3 不稳定燃烧现象的特点

2.4 激励和阻尼机制

2.5 系统稳定性预估

3 总结

参考文献

第99章 固体火箭发动机故障

1 概述／背景

1.1 引言

1.2 历史回顾

2 故障分析方法

2.1 故障分析中的数据处理

2.2 工具：故障树／鱼骨图

3 “挑战者”号固体火箭助推器连接接头故障及故障原因

3.1 失效分析／观察

3.2 失效验证／缩比模型和全尺寸模型测试

3.3 经验教训

4 总结

参考文献

第100章 液体发动机推进：历史回顾、基本原理和分类

1 引言

2 液体火箭发动机的历史概述

2.1 早期的开创性成果

2.2 德国（第二次世界大战时期）

2.3 美国

2.4 俄罗斯和苏联

2.5 其他国家

3 火箭发动机的基本原理

3.1 推力

3.2 比冲

3.3 液体推进剂

3.4 混合比例

3.5 液体火箭发动机的主要组成

4 液体火箭发动机的应用

5 结论

符号列表

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参考文献

第101章 液体推进剂与燃烧：基本原理和分类

1 液体推进剂

1.1 相关属性

1.2 双组元推进剂

1.3 单组元推进剂

2 燃烧

2.1 点火过程

2.2 喷注／雾化区

2.3 快速和流管式燃烧区

2.4 燃烧不稳定性及其评估

3 总结

参考文献

延伸阅读

第102章 液体发动机推进：推力室设计

1 引言

2 推力室

2.1 喷注器

2.2 燃烧室

3 喷管

3.1 扩张面积比

3.2 喷管形状

3.3 推力系数

4 辅助燃烧设备（例如气体发生器和预燃室）

4.1 气体发生器

4.2 预燃室

5 结论

符号列表

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参考文献

第103章 液体发动机推进：推进剂供给系统设计

1 引言

2 压力供给系统

3 泵供给系统

3.1 涡轮泵装置

3.2 泵单元

3.3 涡轮单元

3.4 机械部件（轴承和密封）

3.5 转子动力学

3.6 推力平衡系统

4 总结

致谢

符号列表

参考文献

第104章 液体发动机推进：系统工程、设计与测试

1 引言

2 系统工程流程在发动机开发中的应用

3 系统需求开发和概念设计研究

4 发动机测试

4.1 原型测试

4.2 开发测试

4.3 鉴定测试

4.4 验收测试

4.5 系统综合测试

4.6 发动机样本和测试数目

5 故障分析

6 总结

符号列表

参考文献

第105章 液体发动机推进：发动机生产与运行

1 引言

2 制造

3 验收测试

3.1 测试前程序

3.2 点火测试

3.3 后测试程序

4 与飞行器集成

5 飞行

5.1 飞行预估

5.2 飞行前程序

5.3 飞行

5.4 飞行后程序

6 典型发动机

6.1 F 1发动机

6.2 SSME

6.3 RL10

7 总结

符号列表

致谢

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参考文献

第106章 固液混合推进

1 引言

2 特征

3 潜在应用

4 固液混合发动机用推进剂及其性能

5 固体燃料燃速和燃烧特性

6 值得注意的项目

6.1 靶机

6.2 探空火箭

6.3 大型固液混合火箭发动机

6.4 太空船一号

6.5 学术项目和国际参与

7 非典型的固液混合火箭发动机

8 结论

注释

参考文献

第107章 组合循环发动机

1 引言

2 火箭基组合循环发动机

3 液态空气循环发动机

4 涡轮冲压发动机

5 涡轮火箭发动机

6 其他组合循环发动机和推进系统

6.1 双模态超燃冲压发动机

6.2 组合发动机系统

7 结论

符号列表

参考文献

第108章 空间电源的发展趋势

1 空间电源：从过去到现在

2 面向未来

3 电动系绳

4 空间核裂变反应电源

5 核反应动力飞行历史

6 未来前景和技术挑战

7 核聚变电源

8 反物质电源

9 结论

参考文献

第109章 电源管理及分配

1 引言

2 PMAD体系结构

3 PMAD组件

3.1 源功率控制

3.2 储能控制

3.3 配电

3.4 控制与遥测界面

4 设计要求

4.1 电能质量

4.2 电源功率等级与负载功率等级

4.3 容错性

4.4 稳定性

5 设计验证

6 结论

参考文献

延伸阅读

第12部分 替代推进

第110章 核热推进

1 引言

2 核热火箭基本组成及运行原理

3 历史回顾

4 核热火箭的备选燃料

5 核热火箭发展前景

6 人类火星计划中采用核热火箭的优势

7 概括与总结

参考文献

第111章 电阻加热推进器与电弧加热推进器

1 引言

1.1 分类

1.2 发展历史

2 概述

2.1 电阻加热式推力器

2.2 电弧加热式推力器

2.3 推进剂供给系统

2.4 电源系统

3 理论性能

3.1 比冲

3.2 效率

4 设计和性能验证

4.1 电阻加热式推力器

4.2 电弧加热式推力器

5 结论

致谢

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参考文献

第112章 磁等离子体动力推力器

1 引言

2 洛伦兹力的性质

3 理想自生场MPD推力器

4 真实自生场MPD推力器

5 Onset难题

5.1 Onset现象学

5.2 Onset的相关理论

6 外加场MPD推力器

7 锂推进剂MPD推力器

8 MPD推力器的主要研发历史

9 展望

参考文献

第113章 离子推力器

1 引言

2 简史

3 离子推力器组成

3.1 等离子体发生器

3.2 栅极

3.3 电子中和器

4 推力器性能

5 推力器寿命

6 系统部件

7 现状和前景

8 总结

符号列表

参考文献

第114章 脉冲等离子体推力器

1 引言

2 脉冲推力器的基本概念

3 早期发展历史

4 脉冲推力器的分类

5 脉冲等离子体推力器类型

6 脉冲等离子体推力器性能

6.1 Tef1on脉冲等离子体推力器（PPT）

6.2 微PPT（μPPT）

6.3 气体PPT（GPPT）

6.4 真空电弧推力器（VAT）

6.5 脉冲感应式推力器（PIT）

6.6 镓电磁推力器（GEM）

6.7 爆燃枪（DG）和马歇尔枪

6.8 脉冲电热推力器（PET）

6.9 脉冲电弧加热推力器

6.10 微腔放电推力器（MCD）

7 选择脉冲推力器的主要因素

7.1 △V任务

7.2 推力效率

7.3 推进系统简易性

7.4 推进剂泄漏

7.5 推进剂体积

7.6 推进剂几何形状

7.7 推进剂冷凝

7.8 推力噪声

7.9 推力器辐射

7.10 最小脉冲冲量

8 PPT在卫星姿态控制上的应用

9 脉冲推力的产生原理

10 脉冲推力器的推进剂

11 脉冲等离子体推力器的性能

12 推进剂的加速原理

13 推力器的损失机理

14 推力效率和阻抗

15 能量储存和开关

16 脉冲成形

17 推进剂供给系统问题

18 推力台测量系统

19 概要／总结／展望

参考文献

第115章 电喷射推进

1 引言

2 电喷射的物理原理

3 离子液滴混合体中的离子发射

4 纯离子体

5 电喷射推力器阵列

6 胶质推力器

6.1 早期的电喷射推力器

6.2 近期达到飞行标准的电喷射推力器

7 电喷射推力器技术展望

参考文献

第116章 微推进

1 引言

2 标准微推力器的任务与需求

3 微推进系统设计的考量

3.1 通用热学设计考量

3.2 MEMS制造技术

3.3 系统比冲

4 微尺度化学燃烧

5 微喷管中流动

6 微尺度等离子体形成

7 微推进系统：现状

7.1 微化学推力器发展

7.2 微脉冲等离子体推力器（μPPT）

7.3 真空电弧推力器（VAT）

7.4 场发射电推进（FEEP）

7.5 胶体推力器的发展

7.6 小尺寸霍尔推力器的研究进展

8 总结

致谢

参考文献

第117章 激光推进

1 引言

2 激光爆轰推力器

2.1 激光维持爆轰

2.2 抛物式喷管和塞式喷管推力器

2.3 微波爆轰管推力器

2.4 激光能量沉积减阻

3 烧蚀激光推力器

3.1 激光烧蚀

3.2 固体及液体烧蚀推力器

3.3 烧蚀热推力器

3.4 激光烧蚀清除太空垃圾

4 连续波激光供能推力器

4.1 激光维持等离子体推力器

4.2 热交换推力器

4.3 无线功率传输

5 机载激光供能推力器

5.1 激光微推力器

5.2 相对论加速推力器

6 总结

参考文献

第118章 磁化等离子帆

1 引言

2 概念需求

3 空间航行

4 定向等离子帆

5 总结

参考文献

第119章 射频和微波推力器

1 引言

2 射频推力器

2.1 射频等离子体的产生与加热

2.2 射频推力器实验室研究进展

3 微波推力器

3.1 微波等离子体的产生和加热

3.2 微波推力器实验室研究成果

4 总结

参考文献

第120章 聚变推进

1 聚变推进的物理原理

2 脉冲聚变推进

3 磁约束聚变推进

4 期望与挑战

符号列表

参考文献

附录1 《航空航天科技出版工程》英文版编写委员会

附录2 《航空航天科技出版工程2推进与动力》英文版参编人员

索引