本書主要涉及作者多年來所從事的飛行器和重大裝備伺服機構(gòu)電氣液伺服控制基礎(chǔ)理論和應用技術(shù)的最新研究成果。內(nèi)容包括:飛行器和重大裝備的極限環(huán)境,如極端溫度(極端高溫、極端低溫)、振動、沖擊和離心加速度;電液伺服閥基本原理;氣動伺服閥基本原理;電氣液伺服控制理論;極端溫度(極端高溫、極端低溫)下的電液伺服閥基礎(chǔ)理論;振動、沖擊環(huán)境下電液伺服閥基礎(chǔ)理論和分析實例;離心加速度環(huán)境下電液伺服閥數(shù)學模型和分析實例;基于力矩馬達綜合剛度的電液伺服閥設(shè)計方法;基于幅值裕度的電液伺服閥優(yōu)化設(shè)計方法;帶補償節(jié)流器的電液伺服閥新結(jié)構(gòu);帶阻尼節(jié)流器和液容的新型電液伺服閥;極限環(huán)境下電液伺服閥的故障與對策實例;非對稱電液伺服控制技術(shù);非對稱氣動伺服閥的基本原理;高速氣動控制。
《先進流體動力控制》作者結(jié)合多年來從事重大裝備和武器系統(tǒng)研制過程中形成的實踐成果,系統(tǒng)地總結(jié)了先進流體動力控制的基礎(chǔ)理論與實踐案例,涉及流體傳動與控制科技史、新型工作介質(zhì)、能源與舵機、系統(tǒng)與元件、極端環(huán)境下服役性能等。為我國重大裝備和武器系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、試驗和管理的專業(yè)技術(shù)人員提供了有益的前沿性基礎(chǔ)理論和實踐材料。
郭生榮,研究員,中航工業(yè)首席技術(shù)專家,國防973首席專家。主要從事航空機電及液壓技術(shù)的研究。獲國家科技進步二等獎1項,省部級科技進步一等獎2項、二等獎4項、三等獎5項。
訚耀保,同濟大學機械與能源工程學院教授、博士生導師。多年來,參與多個國家重點國防型號研制工作,先后擔任某重點國防工程小組組長、高級工程師和兩種地空導彈液壓能源系統(tǒng)主管設(shè)計師。從事極端環(huán)境下流體傳動與控制的基礎(chǔ)理論研究,取得了導彈燃氣渦輪泵液壓能源與伺服控制多項關(guān)鍵技術(shù)突破,詳細研究了非對稱氣動伺服閥及高速氣動控制理論、先進流體測試技術(shù)(超聲波流量計與雷達液位計)和液壓與氣動基本理論等。日本國立埼玉大學博士研究生畢業(yè),獲博士(工學)學位,曾在日本東京計器株式會社任研究職。主要著作有《極端環(huán)境下的電液伺服控制理論及應用技術(shù)》《海洋波浪能綜合利用——發(fā)電原理與裝置》等。
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 導彈舵機系統(tǒng)技術(shù)
1.2.1 導彈技術(shù)的發(fā)展
1.2.2 導彈的組成
1.3 火箭飛行控制技術(shù)
1.3.1 火箭的原理
1.3.2 火箭的歷史
1.3.3 火箭的分類
1.3.4 運載火箭
1.4 航天飛機控制技術(shù)
1.5 先進流體動力控制技術(shù)
1.5.1 概述
1.5.2 國外研究現(xiàn)狀
1.5.3 我國研究與發(fā)展現(xiàn)狀
參考文獻
第2章 工作介質(zhì)
2.1 液壓油
2.2 磷酸酯液壓油
2.3 噴氣燃料(燃油)
2.4 航天煤油
2.5 自然水(淡水與海水)
2.6 壓縮氣體(空氣、氮氣、惰性氣體)
2.7 燃氣發(fā)生劑
參考文獻
第3章 液壓蓄能器系統(tǒng)
3.1 液壓蓄能器
3.1.1 液壓蓄能器的分類、原理及功用
3.1.2 蓄能器的容量
3.1.3 蓄能器的結(jié)構(gòu)和工作原理
3.1.4 蓄能器的應用
3.2 液壓蓄能器系統(tǒng)案例
3.2.1 液壓蓄能器用于儲存能量時的分析案例
3.2.2 液壓蓄能器用于吸收脈動壓力時的分析案例
3.2.3 液壓蓄能器用于吸收沖擊壓力時的案例
3.2.4 液壓蓄能器用于吸收系統(tǒng)管路熱膨脹的案例
3.2.5 液壓蓄能器性能試驗及換算案例
3.3 極端溫度環(huán)境下的飛行器液壓蓄能器與氣瓶特性
3.3.1 極端溫度下的應用
3.3.2 真實氣體的范德瓦爾斯方程
3.3.3 高壓氣瓶充氣質(zhì)量
3.3.4 高壓氣瓶和氣腔的氣體壓力特性
3.3.5 蓄能器特性
3.3.6 結(jié)論
參考文獻
第4章 飛行器電液伺服控制技術(shù)
4.1 概述
4.1.1 發(fā)展概況
4.1.2 機載電液控制技術(shù)
4.1.3 發(fā)展動向
4.1.4 新材料——電液技術(shù)進化的重要促成因素
4.1.5 電流變流體技術(shù)
4.2 彈性O(shè)形圈密封技術(shù)
4.2.1 O形圈的構(gòu)型和密封原理
4.2.2 O形圈密封的特點
4.2.3 O形圈材料
4.2.4 O形圈的選取和設(shè)計
4.2.5 O形圈的保護和故障防止
4.3 飛行器電液伺服技術(shù)
4.3.1 大功率
4.3.2 高壓、高溫
4.3.3 高速
4.3.4 高可靠性
4.3.5 數(shù)字化、信息化
4.4 防空導彈控制執(zhí)行系統(tǒng)
4.4.1 設(shè)計綜合要求
4.4.2 必要性、可行性論證過程
4.4.3 設(shè)計準則
4.4.4 性能試驗
4.4.5 結(jié)論
4.5 防空導彈輔助能源
4.5.1 能源方案分類
4.5.2 應用實例
4.6 飛行器燃氣渦輪泵液壓能源應用技術(shù)
4.6.1 燃氣初級能源的應用
4.6.2 燃氣渦輪泵的應用
4.6.3 燃氣渦輪泵液壓系統(tǒng)工作區(qū)域
4.7 液壓舵機系統(tǒng)功率匹配設(shè)計
4.7.1 液壓舵機系統(tǒng)負載模型
4.7.2 伺服機構(gòu)輸出特性與負載軌跡最佳匹配
4.7.3 實際舵機系統(tǒng)能源需求狀況
4.7.4 工作壓力變化因素與系統(tǒng)頻率特性
參考文獻
第5章 飛機液壓能源系統(tǒng)
5.1 概述
5.1.1 液壓系統(tǒng)的定義
5.1.2 液壓能源系統(tǒng)的功能要求
5.1.3 主流機型的液壓能源系統(tǒng)液壓泵分配比較
5.2 飛機液壓系統(tǒng)熱分析與油液溫度控制技術(shù)
5.2.1 飛機液壓系統(tǒng)熱分析基礎(chǔ)
5.2.2 飛機液壓系統(tǒng)靜態(tài)熱分析建模與靜態(tài)溫度計算方法
5.2.3 飛機液壓系統(tǒng)動態(tài)熱分析建模與動態(tài)溫度計算方法
參考文獻
第6章 海洋波浪能擺式能量轉(zhuǎn)換元件
6.1 概述
6.2 擺式能量轉(zhuǎn)換原理及其波浪能發(fā)電系統(tǒng)
6.3 波浪能與液壓能的轉(zhuǎn)換元件
6.3.1 波浪能轉(zhuǎn)換元件結(jié)構(gòu)
6.3.2 數(shù)學模型
6.3.3 關(guān)鍵技術(shù)
6.4 實踐案例
參考文獻
第7章 液壓泵
7.1 概述
7.2 基本特性
7.2.1 壓力
7.2.2 排量和流量
7.2.3 功率
7.2.4 效率
7.3 數(shù)學模型與基本方程
7.3.1 軸向柱塞泵
7.3.2 外嚙合齒輪泵
7.4 考慮熱傳遞的恒壓柱塞泵溫度特性評價
7.4.1 柱塞泵效率特性
7.4.2 考慮熱傳遞時的柱塞泵特性
7.4.3 模型仿真實例
7.5 液壓泵的選型
參考文獻
第8章 非對稱液壓閥控非對稱液壓缸動力機構(gòu)
8.1 零開口非對稱液壓閥控非對稱液壓缸的動力機構(gòu)
8.1.1 液壓缸換向前后的壓力突變
8.1.2 負載邊界
8.2 非對稱液壓閥控制系統(tǒng)速度增益特性
8.2.1 零開口閥控液壓缸動力機構(gòu)速度增益特性
8.2.2 正開口閥控液壓缸動力機構(gòu)速度增益特性
8.2.3 負載力邊界
8.2.4 實踐案例
8.3 液壓缸和氣缸的固有頻率
8.3.1 液壓缸和氣缸的分類
8.3.2 活塞初始位置對氣缸固有頻率的影響
8.3.3 活塞初始位置對液壓缸固有頻率的影響
8.3.4 液壓缸系統(tǒng)和氣動氣缸系統(tǒng)比較
8.4 對稱不均等正開口液壓滑閥
8.4.1 對稱不均等液壓滑閥及其壓力特性
8.4.2 零位壓力值及零位泄漏量
8.4.3 應用事例
參考文獻
第9章 噴嘴擋板式電液伺服閥
9.1 噴嘴擋板式電液伺服閥及其演變過程
9.1.1 電液控制技術(shù)
9.1.2 電液伺服閥的歷史
9.1.3 電液伺服閥結(jié)構(gòu)演變過程
9.1.4 極端環(huán)境下的電液伺服元件
9.2 噴嘴擋板式電液伺服閥工作原理
9.3 力反饋電液伺服閥的基本方程
9.3.1 永磁式力矩馬達的基本方程
9.3.2 雙噴嘴擋板閥的基本方程
9.3.3 銜鐵組件的力矩方程
9.3.4 主閥芯力平衡方程
9.4 力反饋電液伺服閥的傳遞函數(shù)
參考文獻
第10章 射流管電液伺服閥
10.1 概述
10.2 射流伺服閥國外專利
10.3 射流伺服閥在航空飛行器上的應用
10.4 射流伺服閥基本原理與結(jié)構(gòu)
10.4.1 分類及工作原理
10.4.2 結(jié)構(gòu)與特點
10.5 射流管伺服閥射流前置級壓力特性
10.5.1 接收器接收孔的接收面積
10.5.2 射流管前置級模型與壓力特性
10.5.3 射流旋渦與射流負壓現(xiàn)象
10.5.4 閥體疲勞壽命定量計算
10.6 射流管伺服閥零偏零漂產(chǎn)生機理與抑制措施
10.6.1 零偏零漂的定義及其產(chǎn)生機理
10.6.2 零偏零漂抑制措施
10.6.3 實踐案例
10.7 三維離心環(huán)境下射流管伺服閥的零偏特性
10.7.1 三維離心環(huán)境下射流管伺服閥力學模型
10.7.2 三維離心環(huán)境下射流管伺服閥的零偏值
10.7.3 案例討論
10.7.4 三維離心環(huán)境下零偏的抑制措施
參考文獻
第11章 電液伺服閥優(yōu)化設(shè)計
11.1 基于幅值裕度的電液伺服閥優(yōu)化設(shè)計
11.1.1 概述
11.1.2 理論分析
11.1.3 優(yōu)化設(shè)計
11.2 電液伺服閥力矩馬達綜合剛度優(yōu)化設(shè)計
11.2.1 概述
11.2.2 理論分析
11.2.3 力矩馬達設(shè)計
11.3 帶補償節(jié)流器的電液伺服閥
11.3.1 結(jié)構(gòu)原理
11.3.2 理論分析
11.3.3 特性分析
11.4 非對稱噴嘴擋板式單級電液伺服閥
11.4.1 噴嘴擋板式電液伺服閥結(jié)構(gòu)
11.4.2 理論分析
11.4.3 應用分析
11.5 力反饋兩級電液伺服閥噴嘴擋板閥的非對稱性
11.5.1 噴嘴擋板初始間隙對稱與不對稱特性
11.5.2 噴嘴直徑對稱與不對稱特性
參考文獻
第12章 極端溫度環(huán)境下的電液伺服閥
12.1 溫度對電液伺服閥配合間隙的影響
12.2 溫度對液壓油黏度的影響
12.3 溫度對閥腔流場的影響
12.4 溫度對磁性材料的影響
12.5 試驗案例及其結(jié)果分析
參考文獻
第13章 振動、沖擊、離心環(huán)境下的電液伺服閥
13.1 振動、沖擊環(huán)境下的電液伺服閥
13.1.1 振動、沖擊環(huán)境下的電液伺服閥數(shù)學模型
13.1.2 單位階躍加速度環(huán)境下的電液伺服閥
13.1.3 單位脈沖加速度環(huán)境下的電液伺服閥
13.1.4 振動條件下的電液伺服閥
13.2 離心環(huán)境下的電液伺服閥
13.2.1 牽連運動為圓周運動時的加速度合成定理
13.2.2 離心環(huán)境為勻速圓周運動時的電液伺服閥
13.2.3 離心環(huán)境為勻加速圓周運動時的電液伺服閥
13.2.4 一維離心環(huán)境下電液伺服閥的零偏值
13.2.5 離心環(huán)境下電液伺服閥的性能
13.3 三維離心環(huán)境下的電液伺服閥特性
13.3.1 電液伺服閥的特征位移與三維離心環(huán)境
13.3.2 三維離心環(huán)境下的電液伺服閥數(shù)學模型
13.3.3 試驗案例結(jié)果及其分析
13.4 振動、沖擊、離心環(huán)境下電液伺服閥布局措施
參考文獻
附錄
附錄1 南京機電液壓工程研究中心特殊電液伺服閥
附錄2 南京機電液壓工程研究中心液壓泵