2015年南京航空航天大学082501飞行器设计考研大纲

1．物体的受力分析
力、刚体、平衡的概念，静力学公理，约束和约束力，分离体，受力图。
2.平面汇交力系与平面力偶系
力的投影，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点的矩，平面力偶理论。
3．平面任意力系
力线平移定理，平面力系简化理论，主矢，主矩，平面任意力系的平衡方程及其应用，物体系统的平衡，平面桁架。
4.空间任意力系
空间汇交力系，空间力对点的矩和对轴的矩，空间力偶理论，空间力系简化理论，主矢，主矩，空间任意力系的平衡方程及其应用，重心。
5.摩擦
摩擦角与滚动摩阻的概念，考虑摩擦的平衡问题。
6.点的运动学
点的运动的矢量法，直角坐标法和自然法。
7.刚体的基本运动
刚体的平移及其特征，刚体的定轴转动。
8.点的合成运动
绝对、相对和牵连运动，点的速度合成定理，点的加速度合成定理。
9.刚体平面运动
平面运动的概念，平面图形上两点速度关系式，速度投影定理，速度瞬心法，平面图形上两点加度关系式。
10.刚体运动的合成
刚体平动与平动的合成，刚体绕平行轴转动的合成。
11.质点运动微分方程
动力学基本定律，质点运动微分方程及其应用。
12.动量定理和质心运动定理
动量、冲量，动量定理，质心运动定理。
13.动量矩定理
质点和质点系的动量矩，动量矩定理，刚体定轴转动微分方程，刚体平面运动微分方程。
14.动能定理
力的功及其计算，理想约束的概念。质点系和刚体的动能及其计算，质点系的动能定理及其应用，势能，机械能守恒。动力学基本 定理综合应用。
15.达朗贝尔原理
达朗贝尔原理，动静法，刚体惯性力系的简化，动静法的应用，刚体绕定轴转动时的动平衡问题。
16.虚位移原理
自由度，广义坐标，约束方程，虚位移的概念，虚位移原理及其应用，用广义坐标表示的虚位移原理，广义力。
17.动力学普遍方程和拉格朗日方程
动力学普遍方程，拉格朗日方程及其应用。
18.机械振动基础
单自由度系统的自由振动，衰减振动和强迫振动，临界转速，隔振。

一、课程的基本要求
要求对杆件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念、必要的基础理论知识、比较熟练的计算能力、一定的分析能力。
二、课程的基本内容和要求
1 拉伸、压缩与剪切
掌握拉（压）杆的内力、应力、位移、变形和应变概念，直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力。掌握单向拉压的胡克定律，掌握材料的拉、压力学性能。掌握强度条件的概念及进行拉压强度和刚度计算。掌握轴向拉伸或压缩时的变形能，拉伸、压缩静不定问题，温度应力和装配应力。
2 扭转
掌握纯剪概念，剪切胡克定律，切应力互等定理。掌握圆轴扭转的内力，圆轴扭转应力和变形，建立强度和刚度条件，会进行扭转强度和刚度的计算。
3 弯曲内力
掌握平面弯曲内力概念，能够计算较复杂受载下的内力，会利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系画内力图。
4 弯曲应力
掌握弯曲正应力和弯曲切应力概念，掌握弯曲强度计算。
5 弯曲变形
掌握弯曲变形有关概念，会用积分法求和叠加法求弯曲变形，会解简单静不定梁。
6 应力和应变分析 强度理论
这是本课程的重点和难点。要求很好掌握平面应力状态下的应力分析方法，包括二向应力状态分析——解析法，二向应力状态分析——图解法；掌握三向应力状态下的主应力和最大切应力的概念；正确理解广义胡克定律并熟练运用；正确理解常用强度理论及其应用。
7 组合变形
掌握组合变形和叠加原理，掌握拉伸或压缩与弯曲的组合，扭转与弯曲的组合，及其它组合变形下杆件的强度计算，会进行复杂受载下杆件强度的分析。
8 能量方法
掌握外力功与弹性应变能的概念，会用互等定理，卡氏定理，虚功原理，单位载荷法，莫尔积分，计算莫尔积分的图乘法计算位移（掌握任一种方法即可）。
9 静不定结构
掌握用力法解静不定结构的方法，会利用对称及反对称性质，掌握一次、二次超静定问题的计算。
10 动载荷
掌握动载荷问题中动静法的应用，杆件受冲击时的动荷系数、动应力和动变形的计算。
11 压杆稳定
掌握压杆稳定的概念，掌握两端铰支细长压杆的临界压力，其他支座条件下细长压杆的临界应力，欧拉公式的适用范围，经验公式和压杆的柔度的概念。会进行压杆稳定性计算。
12 平面图形的几何性质
掌握截面几何性质，重点掌握静矩、惯性矩、惯性积等概念和平行移轴公式。

一、考试要求 要求考生熟练掌握工程热力学的基本概念、基本定律与基本方法；掌握常用工质热力性质、基本热力过程与热力循环的分析计算方法。能够熟练地对典型热力过程和循环进行热力学分析。
二、考试内容
1. 基本概念
热力系、界面与外界、平衡状态、状态参数、过程量、热量与功、状态方程、表压与真空度、分压力、可逆过程与不可逆过程、理想气体与实际气体、熵变、熵流、熵产、音速、马赫数、滞止参数、节流及焦耳-汤姆逊效应、余隙容积、压缩因子、饱和状态、未饱和水与过热蒸汽、湿蒸汽与湿空气、未饱和湿空气与饱和湿空气、绝对湿度与相对湿度，干球温度与湿球温度、露点温度、流体的临界状态与流动的临界状态、循环净功与循环净热量、循环热效率、制冷系数与制热系数等。
2. 基本定律
1) 热力学第一定律； 2) 热力学第二定律；3）熵方程； 4) 卡诺定律、卡诺循环和克劳修斯积分式内容及应用； 5) 热能中的可用能及其不可逆损失分析。
3. 常用工质热力性质
1) 理想气体性质及其计算； 2) 理想混合气体性质及其计算； 3) 水蒸气热力性质的图表计算法； 4) 对应态原理及通用压缩因子图； 5) 湿空气性质及其计算。
4. 热力过程、热力循环以及气体流动
1) 热力过程的状态参数、热量与功的计算及其图示。 2) 充放气过程分析； 3) 气体流动过程的分析；4) 基本蒸汽动力循环分析计算及其提高热效率的主要措施； 5) 基本气体动力循环的分析计算及其提高热效率的主要措施； 6) 基本制冷循环分析和计算。

本科目包含流体力学、制冷及低温工程、飞行器环境控制等课程的相关内容，是人机与环境工程方向的专业基础科目。其中（1）流体力学主要考察学生对基本概念、公式、计算方法的掌握和应用能力，主要内容有：流体性质、流体静力学、流体动力学、量纲分析法、流动阻力及流态判别、气体一维流动、N-S方程、边界层理论等；（2）制冷及低温工程主要考查学生对制冷低温方法、气体液化和分离技术、空调原理等专业知识的理解、掌握以及运用相关原理解决实际问题的能力，主要内容有：制冷与低温的热力学基础、制冷技术、低温原理与技术、空气调节原理与技术等；（3）飞行器环境控制主要考察学生综合运用专业基础知识的能力，以及对专业知识的理解与掌握水平，主要内容有：航空生理学、座舱环境设计标准、飞行器环境控制系统、加温与制冷系统、制冷附件、气流组织分配、电子设备冷却、环控系统设计与应用实例等。

本课程要求考生掌握飞行器的飞行原理、航空发动机工作原理和航空器典型结构的受力分析方法。考试内容包括：
1.流体的连续方程、动量方程和能量方程的应用；
2.伯努利方程的应用；
3.库塔-儒可夫斯基升力定理的应用；
4.N-S方程推导；
5.量纲分析法在模型实验中的应用；
6.航空发动机工作原理和典型结构；
7.飞机和直升机飞行原理；
8.飞机和直升机操纵原理；
9.飞机和直升机常用航空仪表和导航设备工作原理；
10.弹性力学基本方程，边界条件，圣维南原理，平面问题的解法；
11.薄壁梁弯曲、扭转基本概念和计算方法；
12.结构有限元法的基本理论、步骤和列式。

《自动控制原理》考试内容包括: 经典控制理论和现代控制理论。
第一章-自动控制的一般概念：控制系统的一般概念、名词术语、发展史；控制系统的分类；控制系统的组成；典型外作用；对控制系统的基本要求。
第二章-控制系统的数学模型：控制系统动态微分方程的列写；用拉普拉斯变换求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应；运动模态的概念；传递函数的定义和性质；典型元部件传递函数的求法；控制系统结构图的绘制；梅逊公式在结构图和信号流图中的应用。
第三章-线性系统的时域分析法：系统稳定性的定义与判断法则；劳斯稳定判据；控制系统时域动态性能指标的定义与计算；一阶系统、二阶系统的阶跃响应，典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算；输入引起的误差的定义，静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算；计算典型输入作用下，不同类型系统的稳态误差；扰动引起的误差的定义与计算方法；减小稳态误差的措施。
第四章-线性系统的根轨法：根轨迹的基本概念；根轨迹的模值条件与相角条件；根轨迹绘制的基本法则；广义根轨迹；主导极点与偶极子的概念及其应用。
第五章-线性系统的频域分析法：频率特性的概念及其图示法；频率特性的计算；开环频率特性的绘制；开环系统幅相曲线绘制；开环对数曲线绘制；由最小相角系统的对数幅频渐近曲线求传递函数；奈奎斯特稳定判据；对数稳定判据；稳定裕度；串联超前校正网络的设计；串联迟后校正网络的设计。
第六章-线性离散系统的分析：离散系统的基本概念；信号的采样与保持；差分方程的概念；差分方程的求取与求解；香农采样定理；Z变换定理；离散系统的数学模型；脉冲传递函数的概念与求法；离散系统输出Z变换的求法；离散系统的稳定性与稳态误差；
第七章-非线性控制系统分析知识点：非线性控制系统概述；常见非线性特性及其对系统运动的影响；负倒描述函数曲线的绘制；用描述函数法判断非线性系统稳定性；自激振荡的判断、自振参数的确定。
第八章-线性系统的状态空间分析与综合：线性系统的状态空间描述；状态空间的基本概念；状态空间表达式的建立；状态空间表达式求解方法；状态转移矩阵及其性质；传递函数阵；线性系统的可控性与可观性；线性系统可控性与可观性的基本概念；线性系统可控性与可观性判据；可控标准型与可观标准型；线性定常系统的线性变换；状态空间线性变换定义和性质；对偶原理和规范分解；线性定常系统的反馈结构及设计状态观测器；传递函数的实现问题；状态反馈与输出反馈；极点配置；状态观测器设计；李雅普洛夫稳定性分析；李雅普洛夫意义稳定性的基本概念；李亚普诺夫第一法和第二法；线性定常系统稳定性分析。

第1章 绪论
1.1 世界航天发展简史
1.2 中国航天发展简史
1.3 航天系统工程
第2章 空间环境及其对航天活动的影响
2.1 概述
2.2 空间环境对航天器运行的影响
2.3空间环境对结构和材料的影响
2.4 航天器充电与放电
第3章 航天飞行力学
3.1 概述
3.2 航天飞行器发射轨道
3.3 卫星运行轨道
3.4 再入动力学
3.5 行星际飞行轨道
第4章 空间推进
4.1 航天飞行的动力装置
4.2 火箭发动机工作原理
第5章 人造地球卫星和空间探测器
5.1 人造地球卫星的分类
5.2 人造地球卫星的系统组成
5.3 人造地球卫星的研制阶段
5.4 空间探测器
第6章 航天器姿态和轨道控制
6.1 卫星姿态和轨道控制的任务
6.2 卫星姿态轨道控制的分类与控制系统的组成
6.3 卫星姿态运动学和动力学
6.4 姿态确定
6.5 姿态控制
6.6 轨道控制
第7章 航天器热控技术
第8章 航天器电源
第9章 航天技术中的测控和通信
第10章 航天发射场和返回着陆场
第11章 航天任务分析
11.1 概述
11.2 任务需求分析和可行性论证
11.3 有效载荷
11.4 运行轨道选择与分析
11.5 星下点与覆盖分析