本书基于作者及其团队过去 ２０ 余年对轴对称推力矢量喷管 (ＡＶＥＮ)的研究成果撰写，包括第五代战斗机的介绍及定义要素，机械式推力矢量
喷管及我国 (ＡＶＥＮ) 的研发历程，大推力三环驱动 ＡＶＥＮ，ＡＶＥＮ 运动分析、 三维结构设计与仿真，ＡＶＥＮ 运动反解与变形控制补偿，ＡＶＥＮ 故障应急防护及中立复位，并联机构奇异构型分岔复杂性，ＡＶＥＮ 中的奇异构型，以及提高 ＡＶＥＮ 奇异构型动态稳定性的方法等内容。
本书可以作为第五代战斗机推力矢量与飞机机翼一体化设计人员及控制编程人员了解 ＡＶＥＮ 运动与控制机理的参考书，也可以作为航空航天并
联机构应用研究设计人员规避并联机构运动奇异性设计与控制的参考书。本书对于国防爱好者了解世界推力矢量技术的发展有帮助，值得收藏。
前 言
第 １ 章 喷气发动机推力矢量控制
技术…………………………………… １
１?? １ 第五代战斗机的定义要素 ……………… １
１?? ２ 推力矢量控制技术 (ＴＶＣ) …………… ２
１?? ２?? １ 推力矢量 …………………………… ２
１?? ２?? ２ 推力矢量的实施方法 ……………… ３
１?? ３ 推力矢量控制技术的应用 ……………… ４
１?? ３?? １ 应用推力矢量控制技术的飞机 …… ４
１?? ３?? ２ 典型的推力矢量喷管及飞机 ……… ５
１?? ４ ＴＶＣ 对飞机超机动性能的改善………… １２
１?? ４?? １ 推力矢量对飞机超机动的
必要性 ……………………………… １３
１?? ４?? ２ 推力矢量对飞机性能的改善 ……… １５
１?? ５ 小结 ……………………………………… １７
参考文献 ……………………………………… １７
第 ２ 章 机械式推力矢量喷管 …………… １９
２?? １ 机械式推力矢量喷管的发展历程 ……… １９
２?? １?? １ 推力矢量喷管的发展历程 ………… １９
２?? １?? ２ 我国推力矢量喷管的发展历程 …… ２４
２?? ２ 机械式推力矢量喷管的性能 …………… ２７
２?? ２?? １ ＳＣＦＮ 推力矢量喷管 ……………… ２７
２?? ２?? ２ 轴对称推力矢量喷管
(ＡＶＥＮ) ………………………… ３０
２?? ３ 轴对称推力矢量喷管的结构设计 ……… ３３
２?? ３?? １ 转向驱动环定心机构 ……………… ３３
２?? ３?? ２ 扩张段密封悬挂机构 ……………… ３６
２?? ４ 小结 ……………………………………… ３９
参考文献 ……………………………………… ４０
第 ３ 章 大推力三环驱动 ＡＶＥＮ 的
结构创新 …………………………… ４１
３?? １ 三环驱动 ＡＶＥＮ 方案…………………… ４１
３?? １?? １ 三环驱动方案的结构组成 ………… ４１
３?? １?? ２ 三环驱动方案的运动机理 ………… ４３
３?? １?? ３ 三环驱动方案的特点 ……………… ４５
３?? ２ 三环驱动 ＡＶＥＮ 构件的变形分析……… ４５
３?? ２?? １ ＡＶＥＮ 受力分析 …………………… ４５
３?? ２?? ２ ＡＶＥＮ 变形分析 …………………… ４８
３?? ３ 大推力发动机三环驱动 ＡＶＥＮ
方案创新 ………………………………… ５２
３?? ３?? １ 三环驱动 ＡＶＥＮ 收敛段驱动
方式 ………………………………… ５３
３?? ３?? ２ 大推力发动机三环驱动 ＡＶＥＮ
方案创新 …………………………… ５５
３?? ３?? ３ 三环多作动筒驱动方案 …………… ５８
３?? ４ 小结 ……………………………………… ５９
第 ４ 章 ＡＶＥＮ 运动分析与尺寸优化…… ６０
４?? １ ＡＶＥＮ 运动分析 ………………………… ６０
４?? １?? １ ＡＶＥＮ 运动机理 …………………… ６０
４?? １?? ２ 转向驱动环运动分析 ……………… ６２
４?? １?? ３ 扩张调节片运动分析 ……………… ６６
４?? １?? ４ 扩张密封片 ………………………… ６７
４?? ２ ＡＶＥＮ 线架仿真 ………………………… ６７
４?? ２?? １ 非线性方程求解初值问题 ………… ６７
４?? ２?? ２ ＡＶＥＮ 线架仿真 …………………… ７２
４?? ３ ＡＶＥＮ 性能评价 ………………………… ７５
４?? ３?? １ 制约 ＡＶＥＮ 性能的因素 …………… ７５
４?? ３?? ２ ＡＶＥＮ 尺寸与性能的关系 ………… ７６
４?? ４ ＡＶＥＮ 性能优化 ………………………… ７９
４?? ４?? １ 数学模型 …………………………… ７９
４?? ４?? ２ 优化结果 …………………………… ８１
４?? ５ 小结 ……………………………………… ８２
参考文献 ……………………………………… ８２
第 ５ 章 ＡＶＥＮ 三维仿真与结构优化
集成平台 …………………………… ８３
５?? １ “后台预置” 装配方法 ………………… ８３
５?? １?? １ 约束装配存在的问题和
“后台预置” 装配方法的提出 …… ８３
５?? １?? ２ “后台预置” 装配方法 …………… ８５
５?? １?? ３ 基于 ＵＧ 平台的 ＡＶＥＮ 虚拟
装配 ………………………………… ８７
５?? ２ 面向对象 ＡＶＥＮ 三维实体造型………… ９８
５?? ２?? １ 面向对象产品开发系统的组成 …… ９８
５?? ２?? ２ 构件的参数模型与数据驱动 …… １００
５?? ２?? ３ ＡＶＥＮ 三维零件数据库 ………… １０５
５?? ３ 面向对象 ＡＶＥＮ 结构优化集成平台 … １０７
５?? ３?? １ 面向对象 ＡＶＥＮ 尺寸优化设计 … １０７
５?? ３?? ２ 面向对象 ＡＶＥＮ 性能优化集成
平台 ……………………………… １１１
５?? ４ 小结 …………………………………… １１４
第 ６ 章 ＡＶＥＮ 实时运动反解及
其解析式 ………………………… １１５
６?? １ ＡＶＥＮ 运动反解近似模型 …………… １１５
６?? １?? １ ＡＶＥＮ 运动反解参数 …………… １１５
６?? １?? ２ 构件位姿描述 …………………… １１７
６?? １?? ３ 特殊位置扩张调节片位姿 ……… １１９
６?? １?? ４ 时变几何体描述 ………………… １２３
６?? １?? ５ ＡＶＥＮ 运动反解近似模型 ……… １２４
６?? ２ 近似模型降维 ………………………… １２５
６?? ３ ＡＶＥＮ 运动反解精确模型 …………… １２７
６?? ３?? １ 一般位置扩张调节片的位姿描述
方程 ……………………………… １２７
６?? ３?? ２ 喷口面积 Ａ９ 的误差补偿………… １２９
６?? ３?? ３ 几何矢量偏转角 δｇｅｆ的误差
补偿 ……………………………… １３３
６?? ３?? ４ ＡＶＥＮ 运动反解流程 …………… １３５
６?? ４ 实例计算 ……………………………… １３６
６?? ５ ＡＶＥＮ 运动反解虚拟验证 …………… １３７
６?? ５?? １ ＡＶＥＮ 装置输出性能参数测量
的困难性 ………………………… １３８
６?? ５?? ２ ＡＶＥＮ 运动反解的虚拟测量 …… １３９
６?? ６ 小结 …………………………………… １４２
第 ７ 章 ＡＶＥＮ 载荷变形与误差控制
补偿 ………………………………… １４３
７?? １ 关键承力件变形分析 ………………… １４３
７?? １?? １ 实体模型 ………………………… １４３
７?? １?? ２ 收敛调节片 ……………………… １４４
７?? １?? ３ 扩张调节片 ……………………… １４６
７?? １?? ４ 拉杆 ……………………………… １４８
７?? ２ 主要构件运动副间隙确定 …………… １５０
７?? ２?? １ 收敛调节片构件铰接处间隙
补偿量 …………………………… １５０
７?? ２?? ２ 扩张调节片构件铰接处间隙
补偿量 …………………………… １５２
７?? ３ 温度与变形的控制补偿 ……………… １５３
７?? ３?? １ 温度与变形对扩张调节片位姿的
影响 ……………………………… １５３
７?? ３?? ２ 构件变形的几何矢量偏转角和
喷口面积误差 …………………… １５４
７?? ３?? ３ 数值分析 ………………………… １５６
７?? ４ 构件变形的控制补偿 ………………… １５６
７?? ５ 小结 …………………………………… １５７
第 ８ 章 ＡＶＥＮ 故障应急中立复位
防护 ………………………………… １５８
８?? １ ＡＶＥＮ 故障应急防护 ………………… １５８
８?? １?? １ ＡＶＥＮ 安全防护的三个关键
问题 ……………………………… １５８
８?? １?? ２ 国外 ＡＶＥＮ 应急防护方案 ……… １５９
８?? １?? ３ Ａ９ 环作动筒应急复位防护技术
方案 ……………………………… １６３
８?? ２ 应急防护系统的工作原理 …………… １６３
８?? ２?? １ 应急复位液压系统的原理图 …… １６３
８?? ２?? ２ 基于伺服滑阀的 Ａ９ 环作动筒
应急复位 ………………………… １６７
８?? ２?? ３ 各种故障模式下的应急复位 …… １７２
８?? ２?? ４ Ａ９ 环作动筒应急复位方案的
技术优势 ………………………… １７４
８?? ３ 关键件的结构设计 …………………… １７５
８?? ３?? １ 集成阀总成 ……………………… １７５
８?? ３?? ２ 集成阀构成单元 ………………… １７６
８?? ３?? ３ Ａ９ 环作动筒的结构调整 ………… １７９
８?? ４ 小结 …………………………………… １８０
参考文献……………………………………… １８０
第 ９ 章 ＡＶＥＮ 面积比 (Ａ９ / Ａ８)
失调防护 ………………………… １８１
９?? １ Ａ９ / Ａ８ 面积比防护方案 ……………… １８１
９?? １?? １ Ａ９ / Ａ８ 面积比防护的必要性 …… １８１
９?? １?? ２ 液压回路的组成与工作原理 …… １８２
９?? １?? ３ 面积比防护实施过程 …………… １８４
９?? ２ 关键件的结构设计与工作原理 ……… １８６
９?? ３ 容积积分求差元件的构成与工作
原理 …………………………………… １８８
９?? ３?? １ 阀体结构 ………………………… １８８
９?? ３?? ２ 容积积分求差元件的工作原理 … １９０
９?? ４ 小结 …………………………………… １９２
参考文献……………………………………… １９２
第 １０ 章 并联机构构型分岔 …………… １９３
１０?? １ 并联机构奇异问题 …………………… １９３
１０?? １?? １ 并联机构奇异失控运动 ………… １９３
１０?? １?? ２ 奇异性研究方法 ………………… １９５
１０?? １?? ３ 奇异位置空间分布 ……………… １９７
１０?? ２ 并联机构构型分岔的复杂性 ………… １９８
１０?? ２?? １ 奇异位置及其装配构型 ………… １９８
１０?? ２?? ２ 单输入参数的奇异位置及其
构型曲线 ………………………… ２００
１０?? ２?? ３ 多输入参数下的构型曲线及
装配构型 ………………………… ２０４
１０?? ３ 并联机构构型分岔特性 ……………… ２１１
１０?? ３?? １ 构型分岔现象 …………………… ２１２
１０?? ３?? ２ 分岔方程 ………………………… ２１３
１０?? ３?? ３ 构型分岔特性 …………………… ２１６
１０?? ４ 扰动对构型分岔特性的影响 ………… ２２０
１０?? ４?? １ 单输入参数分岔特性 …………… ２２０
１０?? ４?? ２ 扰动对构型分岔特性的影响 …… ２２５
１０?? ５ 小结 …………………………………… ２３３
参考文献……………………………………… ２３３
第 １１ 章 ＡＶＥＮ 中的奇异构型与
分岔 ……………………………… ２３６
１１?? １ ＡＶＥＮ 转向驱动机构的奇异问题 …… ２３６
１１?? １?? １ 转向驱动环驱动机构 …………… ２３６
１１?? １?? ２ 构型分岔特性 ………………… ２３７
１１?? ２ 输入位移状态变量构型分岔特性 …… ２４１
１１?? ２?? １ 时变几何体构型方程 …………… ２４１
１１?? ２?? ２ 时变几何体构型分岔特性 ……… ２４５
１１?? ３ ＲＲＳＲ 运动链奇异构型 ……………… ２５０
１１?? ３?? １ 桁架结构动力稳定性理论 ……… ２５０
１１?? ３?? ２ ＲＳＲＲ 运动链奇异构型分析 …… ２５１
１１?? ４ 小结 …………………………………… ２５３
参考文献……………………………………… ２５４
第 １２ 章 ＡＶＥＮ 免奇异设计 …………… ２５５
１２?? １ 线性扰动函数 ………………………… ２５５
１２?? １?? １ 构型曲线迁移 …………………… ２５６
１２?? １?? ２ 线性扰动函数的构造 …………… ２５８
１２?? ２ 构型曲线迁移轨迹和非线性扰动
函数 …………………………………… ２６２
１２?? ２?? １ 理想的构型曲线迁移轨迹 ……… ２６３
１２?? ２?? ２ 非线性扰动函数 ………………… ２６４
１２?? ３ ＡＶＥＮ 转向驱动机构免奇异设计 …… ２６９
１２?? ３?? １ 奇异位置伴随输入参数分布
曲面 ……………………………… ２６９
１２?? ３?? ２ ３￣ＳＰＳ / ３￣ＰＲＳ 并联机构输入
参数的取值范围 ………………… ２７０
１２?? ３?? ３ ３￣ＳＰＳ / ３￣ＰＲＳ 并联机构免奇
异输入参数的取值空间 ………… ２７１
１２?? ４ 规避并联机构运动奇异的免奇异
输入参数取值空间方法 ……………… ２７２
１２?? ５ 小结 …………………………………… ２７５
参考文献……………………………………… ２７５
第 １３ 章 动态规避并联机构运动
奇异 ……………………………… ２７７
１３?? １ 动力学参数对并联机构奇异点动态
稳定性的影响 ………………………… ２７７
１３?? １?? １ 奇异点动态稳定性 ……………… ２７７
１３?? １?? ２ ３￣ＲＰＳ 并联机构微分动力学
方程 ……………………………… ２７８
１３?? １?? ３ 输入动力学参数对并联机构
动态稳定性的影响 ……………… ２８１
１３?? １?? ４ 质点初始速度对并联机构动态
稳定性的影响 …………………… ２８４
１３?? ２ 奇异点动态稳定性的改善 …………… ２８７
１３?? ２?? １ 奇异点动态稳定性分析的近似
理论———盖尔圆定理 …………… ２８８
１３?? ２?? ２ 奇异点动态稳定性分析的
精确理论———Ｈｕｒｗｉｔｚ 判据 …… ２９３
１３?? ３ 奇异点稳定运动 ……………………… ２９８
１３?? ３?? １ 规范型理论 ……………………… ２９８
１３?? ３?? ２ 动态稳定条件下的输入动力学
参数分布 ………………………… ２９９
１３?? ４ 动态规避并联机构运动奇异性的
方法 …………………………………… ３０２
１３?? ５ 小结 …………………………………… ３０２
参考文献……………………………………… ３０３
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