飞行力学课程大纲

课程名称：航空航天工程 - 飞行力学

课程简介：

本课程旨在介绍航空航天工程中的飞行力学基础，从理论到实践，使学生掌握飞机和火箭运动的基本原理。我们将通过讲座、讨论和实践活动，逐步构建飞行器设计与控制的知识体系。

第一章：飞行基本概念

  • 主题1.1：空气动力学基础
    • 学习目标：理解升力和阻力的产生原理
    • 资源：伯努利定理
  • 主题1.2：飞行器运动模型
    • 学习目标：建立简单的飞行器动力学模型
    • 资源：《飞行器动力学》(Anderson, M.G.)

第二章：空气动力学分析

  • 主题2.1：翼型分析
    • 学习目标：掌握翼型升力计算
    • 活动：使用CFD软件进行翼型性能模拟
  • 主题2.2：流体动力稳定性

第三章：飞行控制系统

  • 主题3.1：舵面控制原理
    • 学习目标：了解常规和矢量推进飞机的控制机制
    • 讨论：自动驾驶仪的工作原理
  • 主题3.2：反馈控制系统设计
    • 学习目标：应用PID控制器设计实例
    • 实践：设计并测试模拟控制器

第四章：轨道力学与航天器

  • 主题4.1：牛顿运动定律在太空中的应用
    • 学习目标：理解开普勒定律
    • 资源：NASA的开普勒定律讲解
  • 主题4.2：卫星姿态控制
    • 学习目标：掌握三轴稳定卫星的姿态控制系统
    • 项目：设计一个简单的卫星姿态控制系统模型

评估与反馈：

  • 作业1-3：每周课后习题，检查理论理解
  • 小测验：每章结束后的在线测试，巩固知识点
  • 项目报告：第四个主题完成后提交，评估实际应用能力
  • 期末项目：设计并分析一个小型飞行器或航天器的飞行/轨道特性

课程要求：

  • 熟悉基础物理学知识
  • 使用MATLAB或Python进行数值模拟
  • 具备团队合作和问题解决能力

参考书籍：

  1. Anderson, M.G. (2016). Fundamentals of Aerodynamics, 10th ed.
  2. Bate, R.E., Mueller, D.D., & White, J.M. (2000). Fundamentals of Astrodynamics and Applications.

本大纲将随着学期进行适时调整，以适应学生的学习进度和兴趣。