本书主要涉及各类航空器/航天器上已经应用或具备应用前景的飞行器电源与发电技术，系统地介绍了不同类型机载发电技术的基本原理、系统组成、性能评估方法、发展现状和应用局限。从飞行器电能需求增长的角度出发，分析现有机载发电技术的不足，并通过介绍前沿发电技术的基本原理和特点，摸清未来的技术发展脉络。此外，本书还针对高超声速飞行器电源与发电系统的特殊性，总结了多种面向高超声速飞行的机载供电方案，并对每一种方案的优缺点进行了对比分析。
样章试读
目录
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丛书序
前言
第一章 飞行器电源系统及发电技术概述 001
导引 001
前言 001
1.1 飞行器能源需求及电源系统组成 001
1.1.1 飞行器二次能源需求 001
1.1.2 飞行器电源系统组成 002
1.2 飞行器发电技术分类 003
1.3 飞行器发电技术现状与展望 006
思考题 011
参考文献 012
第二章 机载交/直流发电机技术 015
导引 015
前言 015
2.1 发电机原理介绍 016
2.1.1 直流发电机的基本原理 016
2.1.2 交流发电机的基本原理 018
2.2 机载发电机特殊性分析 019
2.2.1 体积与质量要求分析 019
2.2.2 工作条件特殊性分析 020
2.2.3 基本要求特征分析 021
2.2.4 微特电机的特征及发展趋势 022
2.3 发电机性能计算方法 023
2.3.1 直流发电机的有关计算 023
2.3.2 直流发电机的运行特性 025
2.3.3 交流发电机的有关计算 026
2.3.4 交流发电机的工作特性 028
2.4 航空发电机的发展历程 028
2.5 航空发电机的发展方向 030
2.6 本章小结 034
思考题 034
参考文献 035
第三章 机载蓄电池储能技术 036
导引 036
前言 036
3.1 蓄电池种类及发展情况 037
3.1.1 铅蓄电池 037
3.1.2 镉镍电池 041
3.1.3 氢镍电池 043
3.1.4 锂离子电池 044
3.1.5 锂聚合物电池 046
3.1.6 蓄电池对比 046
3.2 蓄电池基本概念及热管理 047
3.2.1 电路模型 048
3.2.2 热力学效率 049
3.2.3 循环寿命 050
3.2.4 热管理 052
3.3 蓄电池在飞行器上的应用概况 057
3.3.1 蓄电池用于飞机辅助动力电源系统 057
3.3.2 锂电池在电动飞机上的应用 059
3.3.3 蓄电池在航天器上的应用 060
3.4 本章小结 063
思考题 063
参考文献 063
第四章 燃料电池技术 066
导引 066
前言 066
4.1 燃料电池原理与类型 067
4.1.1 燃料电池原理 067
4.1.2 燃料电池类型 068
4.1.3 电化学原理 070
4.1.4 燃料电池性能指标 074
4.2 机载燃料电池 075
4.2.1 质子交换膜燃料电池 075
4.2.2 固体氧化物燃料电池 082
4.3 燃料电池飞行器简介 091
4.3.1 燃料电池飞机 091
4.3.2 其他燃料电池飞行器 101
4.4 机载储氢与燃料重整技术 103
4.4.1 氢气存储方式 103
4.4.2 重整制氢技术 105
4.5 本章小结 106
思考题 107
参考文献 107
第五章 燃气涡轮辅助动力装置 111
导引 111
前言 111
5.1 燃气涡轮APU原理与结构 111
5.2 布雷顿循环热力学分析 114
5.3 GT APU性能分析方法 116
5.3.1 APU热力循环性能分析 116
5.3.2 APU引气性能分析 119
5.3.3 APU功率提取性能选型 119
5.3.4 APU经济性选型 120
5.4 APU发展现状 120
5.5 APU的未来发展趋势 122
5.6 本章小结 124
思考题 125
参考文献 125
第六章 燃料电池燃气涡轮混合发电技术 126
导引 126
前言 126
6.1 混合发电技术原理及特点 126
6.1.1 混合发电技术简介 126
6.1.2 混合发电技术工作原理 128
6.1.3 混合发电循环热力学分析 129
6.2 机载混合发电辅助能源技术 131
6.2.1 机载混合发电辅助能源技术优势分析 131
6.2.2 机载混合发电辅助能源技术实例设计 133
6.3 机载混合发电主能源技术 135
6.3.1 机载混合发电主能源技术优势分析 135
6.3.2 机载混合发电主能源技术实例设计 136
6.4 系统的共性数学模型 146
6.4.1 SOFC的数学模型 146
6.4.2 燃气轮机的数学模型 152
6.4.3 燃烧室的数学模型 154
6.4.4 换热器的数学模型 155
6.4.5 重整器的数学模型 155
6.5 混合发电技术应用前景分析 156
6.6 本章小结 157
思考题 157
参考文献 157
第七章 冲压空气涡轮发电技术 160
导引 160
前言 160
7.1 冲压空气涡轮发展历史 160
7.2 冲压空气涡轮原理及结构 162
7.3 冲压空气涡轮气动性能 164
7.4 冲压空气涡轮设计理论 164
7.4.1 翼型理论 165
7.4.2 叶片设计的空气动力学理论 167
7.5 冲压空气涡轮设计实例 168
7.6 燃料冷却叶片技术 169
7.7 本章小结 171
思考题 171
参考文献 171
第八章 燃油裂解气涡轮发电技术 173
导引 173
前言 173
8.1 燃油裂解气涡轮发电系统方案 175
8.2 燃油裂解气组分特性及物性计算方法 176
8.2.1 碳氢燃料吸热裂解反应的主要特征 176
8.2.2 高温碳氢燃料热物性计算方法 178
8.3 燃油裂解气涡轮发电系统性能分析 184
8.3.1 燃油裂解气膨胀做功能力计算分析 184
8.3.2 燃油裂解气涡轮发电系统主要部件做功模型 185
8.3.3 燃油裂解气发电系统功率分析 187
8.4 燃油裂解气涡轮发电系统的优势 188
8.5 本章小结 189
思考题 190
参考文献 190
第九章 太阳能电池技术 192
导引 192
前言 192
9.1 太阳能发电原理及特点 193
9.1.1 太阳能光伏发电技术 193
9.1.2 太阳能热发电技术 196
9.1.3 太阳能资源的分布特点 197
9.1.4 太阳能发电技术的特点 198
9.2 机载太阳能发电系统的应用特点 199
9.2.1 轨道航天器太阳能发电系统的应用特点 199
9.2.2 太阳能飞机的应用特点 205
9.3 太阳能发电飞行器应用现状 208
9.3.1 太阳能飞机发展现状 208
9.3.2 太阳能飞艇发展现状 211
9.3.3 太阳能发电空天飞机 212
9.3.4 太阳能发电空间站 213
9.4 太阳能发电技术前景分析 214
9.4.1 新型太阳能电池技术 214
9.4.2 行星探测和深空探测 215
9.4.3 空间太阳能电站 215
9.5 本章小结 216
思考题 217
参考文献 217
第十章 半导体温差发电技术 219
导引 219
前言 219
10.1 半导体温差发电原理 219
10.2 半导体温差发电器应用现状 220
10.2.1 空间能源领域 220
10.2.2 汽车余热回收领域 221
10.2.3 其他应用领域 222
10.3 多级半导体温差发电系统建模方法 223
10.3.1 机载多级半导体温差发电系统方案 224
10.3.2 热电模块模型 225
10.3.3 冷却与加热通道模型 227
10.3.4 温差发电系统性能参数 228
10.3.5 模型计算流程 229
10.4 本章小结 230
思考题 230
参考文献 230
第十一章 其他发电技术 232
导引 232
11.1 斯特林发动机技术 232
11.1.1 斯特林发动机简介 232
11.1.2 理想斯特林循环 234
11.1.3 斯特林发动机的应用实例与展望 236
11.2 闭式布雷顿循环发电技术 237
11.2.1 闭式布雷顿循环简介 237
11.2.2 典型循环构型建模方法 238
11.2.3 航空宇航领域研究现状 242
11.3 碱金属朗肯循环 244
11.3.1 朗肯循环研究现状 244
11.3.2 朗肯循环的工作原理和转换效率 245
11.4 磁流体发电技术 249
11.4.1 高温等离子体磁流体发电技术 250
11.4.2 液态金属磁流体发电 253
思考题 256
参考文献 256
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