GATE航空航天工程大纲

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科目代码：AE

课程结构

课程大纲

A节：工程数学

核心主题

单元1：线性代数

• 向量代数
• 矩阵代数
• 线性方程组
• 矩阵的秩
• 特征值和特征向量

单元2：微积分

• 单变量函数
• 极限
• 连续性和可微性
• 中值定理
• 链式法则
• 偏导数
• 极大值和极小值
• 梯度
• 散度和旋度
• 方向导数
• 积分 −
  • 线
  • 表面和体积分
  • 斯托克斯定理
  • 高斯定理和格林定理

单元3：微分方程

• 一阶线性与非线性微分方程
• 具有常系数的高阶线性常微分方程
• 偏微分方程和变量分离方法

B节：飞行力学

核心主题

单元1：基础

• 大气 −
  • 特性
  • 标准大气
• 飞机分类
• 飞机（固定翼飞机）的结构和各个部件

单元2：飞机性能

• 压力高度 −
  • 等效
  • 校准
  • 指示空速
• 主要飞行仪表 −
  • 高度表
  • 空速表
  • 垂直速度表
  • 航向指示器
  • 阻力极曲线
  • 起飞和着陆
  • 稳定爬升和下降
  • 绝对和实用升限
  • 巡航
  • 巡航爬升
  • 续航时间或滞空时间
  • 载荷系数
  • 转弯飞行
  • V-n图
• 风 −
  • 迎风
  • 顺风
  • 侧风

单元3：静态稳定性

• 迎角，侧滑角
• 滚转、俯仰和偏航控制
• 纵向操纵杆固定和自由稳定性
• 水平尾翼的位置和尺寸
• 方向稳定性
• 垂直尾翼的位置和尺寸
• 二面体稳定性
• 机翼二面角
• 后掠角和位置
• 铰链力矩，操纵杆力

C节：空间动力学

核心主题

• 中心力运动
• 轨迹确定
• 简单情况下的轨道周期

D节：空气动力学

核心主题

单元1：基础流体力学

• 守恒定律 −
  • 质量
  • 动量（积分和微分形式）
• 势流理论 −
  • 源
  • 汇
  • 偶极子
  • 线涡及其叠加
• 粘度 −
  • 雷诺数

单元2：翼型和机翼

• 翼型命名法
• 空气动力系数 −
• 升力
• 阻力
• 力矩
• 库塔-儒可夫斯基定理 −
  • 薄翼型理论
  • 库塔条件
  • 启动涡
• 有限翼展理论
  • 诱导阻力
• 普朗特升力线理论
• 临界马赫数和阻力发散马赫数

单元3：可压缩流

• 可压缩性的基本概念
  • 守恒方程
• 一维可压缩流
  • 法诺流
  • 瑞利流
• 等熵流
  • 正激波和斜激波
  • 普朗特-迈耶流
• 通过喷管和扩散器的流动

E节：结构

核心主题

• 材料强度 −

  • 应力状态和应变状态

  • 应力应变转换

  • 莫尔圆。主应力

  • 三维胡克定律

  • 平面应力和平面应变

• 破坏理论 −

  • 最大应力

  • 特雷斯卡

  • 米塞斯

• 应变能 −

  • 卡斯蒂利亚诺原理

  • 静定和超静定桁架和梁的分析

  • 细长压杆的弹性弯曲屈曲

单元2：飞行器结构

• 飞机结构和材料的特性
• 薄壁截面的扭转、弯曲和弯曲剪切
• 飞机上的载荷

单元3：结构动力学

• 无阻尼和有阻尼单自由度系统的自由振动和强迫振动
• 无阻尼双自由度系统的自由振动

F节：推进

核心主题

单元1：基础

• 热力学
• 边界层和传热以及燃烧热化学

单元2：飞机发动机的热力学

• 推力
• 涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机的效率和发动机性能
• 涡轮螺旋桨
• 涡轮轴
• 涡扇发动机和冲压发动机
• 涡轮喷气发动机和涡扇发动机的推力增强
• 非旋转推进部件的空气热力学，例如 −
  • 进气口
  • 燃烧室
  • 喷管

单元3：轴流压气机

• 角动量
• 功和压缩
• 单个轴流压气机级的特性性能
• 压气机的效率
• 反应度

单元4：轴流涡轮

• 轴流涡轮级效率

单元5：离心式压气机

• 离心式压气机级动力学
  • 诱导器
  • 叶轮
  • 扩压器

单元6：火箭推进

• 推力方程和比冲
• 飞行器加速度
• 阻力
• 重力损失
• 火箭的多级设计
• 化学火箭的分类
• 固体和液体推进剂火箭的性能

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