空天工程通識（簡體書）

本書旨在讓立志學習航空航天專業的大學一年級學生,初步瞭解航空航天工程的概 念、發展歷程、科學基礎、工程技術及能力素質要求等。全書以空天工程為導引和框架, 詮釋工程理念,培育工程思維,幫助同學們學科學、學技術、學知識、學方法,提高學養和能力;促使同學們懂全域、懂集成、懂優化、懂權衡,增強工程素養。

本書可作為高等院校航空航天專業通識課程的配套教材,適用於航空航天專業的學生,也可供非航空航天專業的學生和感興趣的讀者參考。

張聚恩，自然科學研究員，航空科技專家。曾任中國航空學會秘書長、中國航空工業集團公司科技部長。現任中國航空學會常任理事，中國航空工業集團公司科技委顧問。

萬志強，北京航空航天大學飛行器設計專業教授，博士生導師。美國航空航天學會AIAA Associate Fellow，AIAA自適應結構技術專業委員會委員。主編《認識航空》、《問天神器》、《飛機為什麼會飛》，參加編寫《飛行器氣動彈性原理》。擔任美國《AIAA Journal》期刊和英國WILEY國際出版社的審稿專家，《航空知識》雜誌社編委。

第1章 空天工程概述/1

1.1 什麼是工程/1

1.1.1 工程的概念/1

1.1.2 與工程相關的概念/3

1.1.3 工程思維的產生與演進/11

1.1.4 歷史上的偉大工程/13

1.2 什麼是空天工程/16

1.2.1 空天工程的概念/16

1.2.2 空天工程的演進/17

1.2.3 空天工程的主要產品/27

1.3 空天工程的特點與發展趨勢/28

1.3.1 空天工程的特點/28

1.3.2 空天工程的發展趨勢/42

第2章 空天工程的發展/45

2.1 空天工程的發展脈絡/45

2.1.1 航空工程的發展脈絡/45

2.1.2 航天工程的發展脈絡/48

2.2 歷史上的重大空天工程/53

2.2.1 重大航空工程/53

2.2.2 重大航天工程/94

第3章 空天工程的科學基礎/113

3.1 概 述/113

3.2 空天工程的科學基礎介紹/116

3.2.1 航空航天科學的範疇/117

3.2.2 空天飛行的自然環境/117

3.2.3 空天飛行的人造環境/122

3.3 航空航天的力學與數學基礎/126

3.3.1 牛頓三大運動定律/127

3.3.2 力學基本概念/130

3.3.3 熱力學定律/144

3.3.4 幾個重要的力學分支/146

3.3.5 數學在航空航天中的應用/149

3.4 航空的科學基礎/156

3.4.1 航空飛行三要素/156

3.4.2 浮 力/156

3.4.3 伯努利定理與升力的產生/157

3.4.4 發動機推力的產生/161

3.4.5 飛機的操縱原理/162

3.4.6 飛機的飛行穩定性/164

3.5 航天的科學基礎/165

3.5.1 開普勒三大定律與萬有引力定律/165

3.5.2 宇宙速度/171

3.5.3 火箭推進原理/177

第4章 空天工程技術/180

4.1 空天工程技術概述/180

4.1.1 什麼是工程技術/180

4.1.2 什麼是空天工程技術/184

4.1.3 關於空天工程技術體系/185

4.2 飛行器設計/191

4.2.1 飛行器設計的任務與方法/191

4.2.2 飛行器設計的過程與內容/197

4.2.3 飛行器設計的專門性問題/210

4.3 飛行器製造/215

4.3.1 飛行器製造的特點/215

4.3.2 飛行器製造技術/217

4.3.3 航空航天製造模式/223

4.4 航空航天材料/225

4.4.1 航空航天材料分類/225

4.4.2 對航空航天材料的基本要求/226

4.4.3 航空航天材料的沿革/227

4.4.4 飛行器主要結構材料/228

4.4.5 主要功能材料/232

4.5 飛行器試驗/233

4.5.1 試驗的類別與設施/233

4.5.2 航空器試驗/235

4.5.3 航天器試驗/244

4.6 空天工程研發與管理/247

4.6.1 空天工程的產品研發/247

4.6.2 系統工程與空天工程/250

4.6.3 空天工程項目管理/252

4.7 空天工程技術發展/255

4.7.1 航空工程技術的未來發展/255

4.7.2 航天工程技術的未來發展/261

4.7.3 空天科技前沿與顛覆性技術預判/264

第5章 空天工程產品與產業/272

5.1 空天工程產品/272

5.1.1 空天工程產品的分類/272

5.1.2 空天工程產品的發展/274

5.2 空天產業/281

5.2.1 空天產業的特點/282

5.2.2 空天產業的構成/284

5.3 空天產業的世界格局/286

35.3.1 美國空天產業格局/286

5.3.2 俄羅斯空天產業格局/292

5.3.3 歐洲空天產業格局/296

5.3.4 其他國家和地區空天產業格局/302

5.4 中國空天產業的發展與佈局/309

5.4.1 中國航空產業的發展/309

5.4.2 中國航天產業的發展/311

5.4.3 中國空天產業的佈局/313

第6章 空天工程教育/322

6.1 空天工程教育概述/322

6.1.1 什麼是空天工程教育/322

6.1.2 空天工程教育的發展歷程/323

6.1.3 空天工程教育的專業設置/327

6.2 空天工程教育的現狀與未來/329

6.2.1 國內外空天工程教育資源/329

6.2.2 空天工程教育的現狀/331

6.2.3 空天工程教育的未來/333

6.3 空天工程從業者的使命與素養/335

6.3.1 我國空天事業發展進入新的歷史階段/335

6.3.2 空天工程從業者的職業準備/341

6.3.3 做合格的航空航天工程師/347

附錄 國內外空天教育資源/349

參考文獻/358

後 記/361