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好的，这里为您提供一份《航空发动机设计手册15》的替代图书简介，该简介内容涵盖了与航空发动机设计相关的多个前沿和基础领域，旨在吸引对该主题有深入研究兴趣的读者。 《先进航空动力系统工程：理论、方法与实践》 图书简介 本书深入剖析了现代航空动力系统工程的复杂性和前沿动态，聚焦于驱动下一代飞行器性能提升的核心技术挑战。它不仅仅是一部技术手册，更是一本涵盖从基础热力学到尖端材料科学，再到复杂系统集成的综合性工程参考指南。本书旨在为航空航天领域的工程师、研究人员及高校师生提供一套系统化、前瞻性的设计、分析与优化工具集。 第一部分：基础理论与热力学优化 本部分奠定了航空动力系统设计的理论基石。内容始于对燃气涡轮发动机循环的深度解析，超越了标准的布雷顿循环模型，详细探讨了变循环发动机（Variable Cycle Engine, VCE）的空气动力学和热力学优化路径。我们着重分析了高涵道比风扇、涡轮机械的气动设计准则，并引入了基于先进数值方法（如CFD和有限元分析）的性能预测模型。特别关注了非定常流动、边界层分离控制以及燃烧室中的化学反应动力学，为提高发动机的整体热效率和推重比提供了坚实的理论支撑。 第二部分：先进材料与结构完整性 现代发动机的设计受到材料性能的严格制约。本书详细介绍了用于高温、高应力环境的先进结构与功能材料。内容包括镍基单晶高温合金的微观结构演变、陶瓷基复合材料（CMC）在涡轮叶片和导向叶片上的应用潜力，以及为减轻重量而采用的先进轻质合金（如钛铝合金、铼合金）。结构完整性部分，重点讲解了疲劳裂纹的萌生与扩展模型，断裂韧性评估方法，以及如何通过多物理场耦合分析（热-结构-蠕变）来预测长期服役下的部件寿命和可靠性。对于叶片和盘体的动态失衡与振动抑制技术，也进行了详尽的阐述。 第三部分：燃烧技术与排放控制 高效、清洁的燃烧是未来航空动力的关键。本卷聚焦于低排放燃烧室的设计哲学。内容涵盖了贫油预混预蒸发（LPP）、旋转式燃烧器等先进燃烧室构型，旨在实现NOx和CO的超低排放。深入探讨了燃料雾化、火焰稳定性和传热机理。此外，还前瞻性地介绍了可持续航空燃料（SAF）与传统燃料在燃烧特性、添加剂影响以及对发动机部件腐蚀影响方面的对比研究。对燃烧室的超高温热防护系统（TPS）设计，如陶瓷涂层和冷却气膜技术，进行了详细论述。 第四部分：旋转机械的空气动力学与噪声控制 涡轮机和压气机的气动设计是决定发动机效率的核心要素。本部分详细介绍了三维粘性流动理论在叶片设计中的应用，包括：如何利用先进的叶型设计技术来提高多级压气机的等熵效率；针对跨音速流动中的激波损失的抑制策略；以及涡轮叶片上的二次流控制技术。特别地，本书投入大量篇幅讨论了航空发动机的噪声源识别与主动/被动降噪技术，包括声学衬里设计、风扇叶尖流控制与低噪声排气系统结构优化。 第五部分：系统集成、控制与健康监测 现代航空发动机是一个高度集成的复杂系统。本部分转向系统工程层面，阐述了发动机与飞行器之间的热管理和气动耦合问题。详细介绍了全权限数字电子控制系统（FADEC）的架构、软件开发标准与实时性能评估。此外，本书深入研究了先进的状态监测与健康管理（PHM）技术，包括：基于光纤传感器的实时温度和应变监测；利用先进算法对振动信号、油液颗粒物进行故障诊断与寿命预测，确保发动机在全寿命周期内的安全与高效运行。 目标读者与价值 本书适合于从事航空航天动力装置研发的高级工程师、从事发动机热力学、结构设计与流体力学研究的科学家，以及正在攻读相关专业硕士和博士学位的学生。它提供了一个从基础原理到前沿应用的全景式视角，是深入理解并推动下一代航空动力技术发展的必备参考书。
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