臨近空間飛行器技術

內容概要

　　本書詳細闡述了臨近空間、臨近空間飛行器的基本概念和特點，分析了臨近空間環(huán)境特征及其對臨近空間飛行器的影響；重點論述了支撐臨近空間飛行器發(fā)展的兩大瓶頸技術——能源技術和動力技術，包括傳統(tǒng)的能源與動力技術和新概念能源與動力技術；全面探討了低速與高速臨近空間飛行器的著急技術；最后，對臨近空間飛行器的應用進行了展望。
　　本書可供從事飛行器研究、設計、試驗的科技人員參考和使用，亦可以作為高等院校相關專業(yè)教師、研究生和在校大學生的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論
　1.1　臨近空間
　　1.1.1　臨近空間提出的背景
　　1.1.2　臨近空間的概念
　　1.1.3　臨近空間的應用價值
　1.2　臨近空間飛行器
　　1.2.1　臨近空間飛行器的概念與分類
　　1.2.2　臨近空間飛行器的特點
　　1.2.3　臨近空間飛行器的發(fā)展概況
　　1.2.4　臨近空間飛行器的發(fā)展趨勢
　1.3　臨近空間飛行器技術
　　1.3.1　現(xiàn)有航空航天技術分析
　　1.3.2　臨近空間飛行器的技術需求
　　1.3.3　發(fā)展臨近空間飛行器的技術途徑
第2章　臨近空間的環(huán)境特征
　2.1　大氣特征
　　2.1.1　大氣的分層結構
　　2.1.2　大氣的物理性能
　　2.1.3　大氣的成分及分布
　2.2　電離層特征
　　2.2.1　電離層主要參數(shù)
　　2.2.2　電離層正常結構
　　2.2.3　電離層反?，F(xiàn)象
　2.3　地球磁場和引力場特征
　　2.3.1　地球磁場特征
　　2.3.2　地球引力場特征
　2.4　電磁輻射和空間粒子輻射
　　2.4.1　太陽電磁輻射和地氣輻射
　　2.4.2　空間粒子輻射
　2.5　臨近空間環(huán)境對飛行器的影響
　　2.5.1　大氣物理性能對飛行器的影響
　　2.5.2　臨近空間環(huán)境對推進系統(tǒng)的效應
第3章　臨近空間飛行器的能源支撐技術
　3.1　傳統(tǒng)能源技術
　　3.1.1　高能蓄電池技術
　　3.1.2　氫氧燃料電池技術
　　3.1.3　太陽能電池技術
　3.2　微波輸能技術
　　3.2.1　微波輸能系統(tǒng)原理及組成
　　3.2.2　微波輸能的著急技術
　　3.2.3　在臨近空間的應用分析
　3.3　激光輸能技術
　　3.3.1　激光輸能系統(tǒng)原理及組成
　　3.3.2　激光輸能的著急技術
　　3.3.3　在臨近空間的應用分析
　3.4　飛輪儲能技術
　　3.4.1　飛輪儲能系統(tǒng)原理及組成
　　3.4.2　飛輪儲能系統(tǒng)的工作過程
　　3.4.3　在臨近空間的應用分析
　3.5　磁流體發(fā)電技術
　　3.5.1　磁流體發(fā)電原理
　　3.5.2　機載磁流體發(fā)電的關鍵技術
　　3.5.3　在臨近空間的應用分析
　3.6　其他胡源技術
第4章　臨近空間飛行器的動力支撐技術
第5章　低速臨近空間飛行器技術
第6章　高速臨近空間飛行器技術
結束語
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   5.小推力和小流量精確測量技術 無論是地面還是真空實驗及測量系統(tǒng)硬件可盡量應用成熟產(chǎn)品，微波輻射，特別在真空實驗艙中，需要屏蔽。小推力和小流量精確測量及調節(jié)會遇到一些困難，需要一一解決。 6.相似律設計技術 為了節(jié)省經(jīng)費，往往用縮比模型進行初步研究。工程應用的推進器規(guī)模大，將模型放大，需要應用相似理論進行初步設計。 由于機理和影響因素的復雜性，純粹靠相似律設計推進器模型是不夠的；在缺乏大量實際設計經(jīng)驗的情況下，短時間內建立合適的相似律，突破性地解決問題是有困難的。但通過相似研究，對某幾個重要技術參數(shù)得到指導性的參考設計是可能的。 7.飛行控制、推進器擺動和微波束隨動跟蹤技術 該技術的研究是為了微波束的定向輻射和推力器的有效接收。浮空器飛行方向和速度是可以隨機控制的，這一信號應即時傳遞給隨動跟蹤系統(tǒng)，微波束才能協(xié)調定向準確向推進器輻射，與此同時，推進器必須即時擺動，以最佳角度迎向微波束作最有效的接收。它們的協(xié)調由微型計算機完成，即時是關鍵，即各系統(tǒng)應以最小的慣性完成動作。 4.3.4 在臨近空間的應用分析 微波推進的新概念是隨著微波技術的迅猛發(fā)展而出現(xiàn)的，目前國外研究微波推進技術的國家主要是美國。初步論證表明，其比沖是化學推進的2倍—3倍，甚至更高，有效載荷比達到10％，甚至更高，發(fā)射費用比化學推進低得多，甚至低2個—3個數(shù)量級。 1.微波推進技術特點分析 定向能推進主要包括微波推進和激光推進，雖然微波推進研究起步較晚，目前水平較低，但由于微波較激光具有一些優(yōu)點，還是值得進行探索的。按目前的水平，用電能轉換為激光的效率僅為3％—7％；而用電能轉換成微波的效率可達90％以上。 微波束可以通過定向陣列技術聚集產(chǎn)生高能的單束微波，微波束的功率可比激光束高兩個量級，而且發(fā)展高功率微波的費用要比發(fā)展高功率激光低兩個量級。 微波束在大氣中輻射易產(chǎn)生“擴散”問題，但當用足夠高的微波頻率時，在150km高度以內，擴散的問題不大，即在臨近空間的范圍內擴散影響很小。微波束易被大氣中的水蒸氣吸收或反射，當微波在2km以上的高山或干燥的沙漠地區(qū)發(fā)射時，水蒸氣的吸收和反射可以減小。激光易產(chǎn)生“散斑”等問題，不容易解決。 2.應用分析 微波推進技術應用范圍很廣，有望在臨近空間飛行器上發(fā)揮作用。以微波推進為動力的飛行器，機動性優(yōu)良。一般來說，脈沖微波推進器的規(guī)模較小，適用于作為小型臨近空間飛行器或浮空器的動力裝置。 目前，以脈沖微波推進器為核心的微波動力發(fā)動機已經(jīng)開展了小型、地面、原理性的初步實驗研究，但離實用還有相當?shù)木嚯x；而磁流體推進發(fā)動機尚處于方案提出階段；以微波熱能推進器為核心的微波動力發(fā)動機進行了方案論證；以離子風推進器為核心的微波動力發(fā)動機進行了概念研究。

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