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| 內容簡介： |
《可重复使用液体火箭发动机减损控制理论与方法》是作者在可重复使用液体火箭发动机减损控制研究方向上近十年研究成果的系统总结，是国内第一本全面论述可重复使用液体火箭发动机减损控制技术概念与内涵、关键技术与主要研究内容、实现方法的著作。《可重复使用液体火箭发动机减损控制理论与方法》在总结目前国内外该研究方向发展现状的基础上，着重介绍了发动机系统、结构与损伤动力学建模和仿真，发动机减损控制律的综合优化分析方法，以及发动机实时在线减损控制器的设计与实现等。
《可重复使用液体火箭发动机减损控制理论与方法》可以为液体火箭发动机研制、生产和试验等部门从事发动机结构优化设计、健康监控与故障诊断、容错控制等方向的科研人员和工程技术人员提供有益参考，也可以作为相关专业高等院校博士生、研究生的教学用书。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 引言
1.2 减损控制的基本概念与内涵
1.3 减损控制的研究方案与关键技术
1.3.1 以往采取的研究方案与关键技术分析
1.3.2 本书采取的研究方案与关键技术分析
1.3.3 研究对象的选择
1.4 减损控制技术研究进展
1.4.1 发动机系统动力学
1.4.2 关键部件结构动力学
1.4.3 关键部件损伤动力学
1.4.4 减损控制律综合分析与减损控制器设计
1.4.5 减损控制技术应用于其他系统的研究进展分析
参考文献
第2章 液氧煤油发动机动力学建模与动态特性分析
2.1 引言
2.2 液体火箭发动机简介
2.2.1 发动机工作过程及原理
2.2.2 发动机的模块化构成
2.3 发动机动力学模型
2.3.1 液涡轮模型
2.3.2 燃气涡轮模型
2.3.3 泵模型
2.3.4 热力组件模型
2.3.5 液体管路模型
2.3.6 冷却通道模型
2.3.7 流量调节器模型
2.3.8 带阀液体管路模型
2.4 组件可视化仿真模型与发动机动力学仿真软件
2.4.1 软件的总体设计
2.4.2 发动机组件模块库的建立
2.4.3 动力学仿真软件及数值仿真求解
2.5 发动机动态过程仿真与分析
2.5.1 发动机工作全过程仿真
2.5.2 起动过程仿真与分析
2.5.3 转工况过程仿真分析
2.5.4 关机过程仿真分析
2.5.5 仿真结果与试车结果的比较
2.6 本章小结
参考文献
第3章 冷却夹套隔片结构损伤建模与动态特性分析
3.1 引言
3.2 冷却夹套隔片的夹芯梁结构模型
3.2.1 等效夹芯梁模型
3.2.2 几何关系
3.2.3 平衡方程
3.2.4 控制方程
3.2.5 边界条件
3.2.6 夹芯梁模型方程的封闭形式解
3.3 冷却夹套隔片损伤建模与分析
3.3.1 细化模型
3.3.2 黏塑性模型
3.4 仿真结果与讨论
3.4.1 蠕变温度和激活能的影响分析
3.4.2 结构尺寸的影响分析
3.4.3 载荷的影响分析
3.4.4 系统动态过程中冷却夹套隔片损伤发展规律研究
3.5 冷却夹套隔片结构有限元分析
3.6 本章小结
参考文献
第4章 涡轮叶片结构损伤建模与动态特性分析
4.1 引言
4.2 涡轮叶片结构动态特性的有限元分析
4.2.1 用有限元分析法建立涡轮叶片的结构动力学模型
4.2.2 涡轮叶片的应力分析
4.2.3 涡轮叶片结构动态特性的有限元分析结果
4.3 涡轮叶片应力的近似计算
4.3.1 离心拉伸应力的计算
4.3.2 弯曲应力的计算
4.3.3 旋转下的振动应力
4.3.4 计算结果与分析
4.4 涡轮叶片的疲劳损伤分析方法及模型
4.4.1 循环应力-应变曲线
4.4.2 应变-寿命法
4.4.3 Miner疲劳累积损伤理论
4.5 基于时间的疲劳损伤在线计算模型
4.5.1 基于时间的损伤定义
4.5.2 弹性损伤与塑性损伤的加权平均
4.6 应用损伤曲线法建立非线性累积损伤模型
4.6.1 加载序列效应对疲劳损伤的影响
4.6.2 损伤曲线法
4.6.3 改进的损伤曲线法
4.7 涡轮叶片的疲劳损伤算例
4.7.1 涡轮叶片的应力-时间历程应力谱
4.7.2 疲劳损伤计算流程分析
4.7.3 涡轮叶片疲劳损伤计算
4.8 本章小结
参考文献
第5章 发动机减损控制的传统优化方法
5.1 引言
5.2 发动机减损控制律综合分析过程
5.2.1 发动机减损控制的一般分析过程
5.2.2 构造目标函数
5.2.3 提取约束条件
5.2.4 问题的解
5.3 减损控制律综合分析的主要目标法
5.3.1 理论基础
5.3.2 仿真结果与分析
5.4 减损控制律综合分析的线性加权和法
5.4.1 理论分析
5.4.2 仿真结果与分析
5.5 液体火箭发动机减损控制研究算例
5.5.1 算例一:起动过程中控制输入序列的优化选择
5.5.2 算例二:起动过程的减损控制
5.6 本章小结
参考文献
第6章 发动机减损控制的智能优化方法
6.1 引言
6.2 减损控制律综合分析的遗传算法
6.2.1 遗传算法在减损控制律综合分析中的适用性
6.2.2 遗传算法综合分析减损控制律的流程
6.2.3 SPEA在减损控制律综合分析中的应用
6.2.4 仿真计算结果与分析
6.3 减损控制律综合分析的多目标粒子群算法
6.3.1 粒子群算法的基本问题
6.3.2 多目标粒子群算法应用中的问题
6.3.3 多目标粒子群算法综合分析减损控制律的流程
6.3.4 计算结果与讨论
6.4 本章小结
参考文献
第7章 基于模糊神经网络的发动机在线减损控制
7.1 引言
7.2 模糊减损控制的方案设计与分析
7.2.1 模糊减损控制的适用性分析
7.2.2 本书提出的模糊减损控制方案
7.3 模糊减损控制器设计与实现
7.3.1 模糊化与去模糊化处理
7.3.2 模糊控制规则库
7.3.3 仿真结果与分析
7.4 基于模糊神经网络的减损控制研究
7.4.1 模糊神经网络减损控制系统
7.4.2 模糊神经网络减损控制器设计
7.4.3 模糊神经网络减损控制器的训练与测试
7.4.4 仿真计算结果与分析
7.5 本章小结
参考文献
第8章 氢氧发动机减损控制技术研究与应用
8.1 引言
8.2 氢氧发动机系统动力学模型
8.2.1 液氢泵
8.2.2 涡轮
8.2.3 燃烧室
8.2.4 预燃室
8.2.5 液氧控制阀门
8.2.6 液氢供应管路
8.2.7 推力室冷却夹套隔片
8.3 发动机工作过程仿真
8.3.1 发动机工作过程稳态仿真
8.3.2 发动机过渡过程仿真
8.4 涡轮叶片减损控制仿真与分析
8.5 冷却夹套隔片损伤演化过程仿真与分析
8.6 本章小结
参考文献
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| 內容試閱：
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第1章 绪 论
1.1 引 言
随着人类在通信、气象、导航、地球资源勘察与国防等领域的航天活动的日益开展以及对宇宙空间不断深入的科学探索，航天技术在过去几十年的发展历程中取得了重大进展。在世界各航天大国大力发展航天技术的今天，降低成本、提高可靠性与安全性、缩短发射周期已成为发展航天运输技术的基本目标[1～3]。特别是近年来随着空间活动商业化和产业化的快速发展，以及外层空间在未来军事斗争中地位的日益提升，下一代航天运载器应当以完全重复使用为目标，以满足航天任务快速增长的需要。因此，在过去的30多年里，航天专家一致认为，研制和使用可重复使用运载器是大幅度降低进入空间费用最有效的手段，也是实现大规模航天应用的前提[4～8]。可重复使用运载器（reusablelaunchvehicles，RLV）将是21世纪航天运输技术的主要发展方向之一。
航天技术发展的历史表明，航天技术的日趋成熟在很大程度上取决于火箭推进技术的发展。可以说，液体火箭发动机技术水平直接影响航天运载器的发展，没有先进的液体火箭发动机就没有先进的航天器[9]。目前，世界各航天大国都在积极地进行可重复使用运载器的方案论证与关键技术攻关，其中又以发展可重复使用液体火箭发动机为其动力系统的核心关键技术之一。因此，作为可重复使用运载器的动力装置，可重复使用液体火箭发动机不仅是当前国际国内航天技术研究的一大热点，而且对未来可重复使用运载器的发展以及实现快速、可靠、廉价进入空间、开展大规模航天应用都具有至关重要的影响。我国对发展可重复使用液体火箭发动机技术也进行了广泛的论证，并制订了详细的发展战略。
可重复使用液体火箭发动机不仅工作环境恶劣（高温、高压、强腐蚀、强振动的极端热力-机械-流体工作环境）、多次重复使用，而且工作范围大、工作过程形式多样（包括涡轮泵高速机械旋转运动、预燃室和燃烧室高温高压燃烧过程等）。如何提高可重复使用液体火箭发动机的可靠性与安全性，延长其工作寿命，降低其使用费用，是其发展的关键。美国的航天飞机主发动机（spaceshuttlemainengine，SSME）是典型的重复使用航天推进系统之一。SSME最初的设计目标是进行55次飞行而不需要进行大的维修，但是其使用的实际情况是每飞行一次都要进行全系统大的维护（包括对其推进系统和防热系统进行检测、维护和维修，甚至需要更
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