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航天飛行器再入動力學與制導(國防科技大學建校70周年系列著作)(精)

  • 作者：張洪波//趙漢元|責編:胡文治
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030762979
  • 出版日期：2024/06/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：615
人民幣：RMB 280 元      售價：元
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內容大鋼
    航天飛行器再入動力學與制導主要研究飛行器再入地球大氣層后的運動及控制規律，是航天器能夠安全返回地球的重要保證。本書針對彈頭、返回式衛星、飛船、升力式航天器、運載火箭-子級等各類再入器，系統深入地介紹了再入運動建模、運動方程的求解、再入軌道設計與制導、彈道模擬和精度分析等內容。本書共10章，內容主要包括緒論、再入飛行器運動方程及其簡化、再入飛行器運動方程的近似解、再入飛行器的最佳彈道、不同飛行器的再入軌道設計及制導方法等。
    本書可作為高等院校中航空航天、自動化、電子信息等專業的高年級本科生及研究生的專業參考書，也可供從事再人飛行器總體設計與控制系統設計等相關工作的研究人員參考使用。
作者介紹
張洪波//趙漢元|責編:胡文治
目錄
主要符號表
第1章  緒論
  1.1  飛行力學與再入飛行動力學
    1.1.1  飛行力學的定義與分類
    1.1.2  飛行力學的作用
    1.1.3  飛行力學的主要研究手段
    1.1.4  再入飛行動力學
  1.2  飛行器再入時的特點
    1.2.1  彈道導彈彈頭再入的特點
    1.2.2  航天器再入大氣層的特點
  1.3  本書的主要內容
第2章  再入飛行器運動方程及其簡化
  2.1  再入運動環境與矢量運動方程
    2.1.1  地球的運動及形狀
    2.1.2  地球大氣
    2.1.3  再入飛行器矢量形式的動力學方程
  2.2  常用坐標系及其轉換關係
    2.2.1  坐標系間轉換關係的表示法
    2.2.2  坐標系間矢量導數的關係
    2.2.3  常用坐標系的定義
    2.2.4  各坐標系間的轉換關係
  2.3  在返回坐標系建立運動方程
    2.3.1  返回坐標系中的質心動力學方程
    2.3.2  飛行器體坐標系中的繞質心動力學方程
    2.3.3  返回坐標系中的運動方程組
  2.4  在半速度坐標系建立運動方程
    2.4.1  半速度坐標系中的質心動力學方程
    2.4.2  飛行器體坐標系下的繞質心動力學方程
    2.4.3  半速度坐標系下的運動方程組
  2.5  運動方程的簡化
    2.5.1  質心的空間運動方程
    2.5.2  質心的平面運動方程
    2.5.3  瞬時平衡狀態下飛行器姿態角的確定
第3章  再入飛行器運動方程的近似解
  3.1  彈頭再入時運動方程的近似解
    3.1.1  不考慮重力作用時運動方程的近似解
    3.1.2  考慮重力作用時運動方程的近似解
  3.2  人造衛星和載人飛船再入時運動方程的近似解
    3.2.1  小傾角和小升阻比再入時運動方程的簡化
    3.2.2  升阻比等於零時的彈道特性分析
    3.2.3  升阻比等於常數時的彈道特性分析
  3.3  羅赫的再入運動近似解理論
    3.3.1  升阻比為常數時運動方程的近似解
    3.3.2  再入運動方程的一階近似解
    3.3.3  跳躍式再入運動的近似解
  3.4  升阻比為變數時運動方程的近似解
  3.5  平衡滑翔彈道運動特性分析
    3.5.1  飛行狀態變數之間的關係
    3.5.2  飛行彈道特性隨速度的變化規律
    3.5.3  常升阻比下平衡滑翔彈道參數的近似關係

    3.5.4  小擾動條件下平衡滑翔彈道特性的定性分析
第4章  再入飛行器的*佳彈道
  4.1  平面*佳再入機動彈道的數學模型
    4.1.1  末速為*大時的數學模型
    4.1.2  總吸熱量為*小時的數學模型
  4.2  空間*佳再入機動彈道的數學模型
    4.2.1  落速*大的空間再入機動彈道的數學模型
    4.2.2  橫程*大的空間再入機動彈道的數學模型
  4.3  *佳彈道的計算方法討論
    4.3.1  末速*大的平面再入機動彈道的計算方法
    4.3.2  總吸熱量為*小時平面再入機動彈道的計算方法
    4.3.3  落速*大的空間再入機動彈道的計算方法
    4.3.4  橫程*大空間再入機動彈道的計算方法
  4.4  再入機動彈道的工程設計法
    4.4.1  射程不受限制時末速*大的工程設計法
    4.4.2  工程設計法得到的彈道與*佳彈道計算結果的比較
    4.4.3  射程受限制的工程設計法
第5章  機動彈頭的彈道設計和制導方法
  5.1  概述
    5.1.1  彈頭概述
    5.1.2  機動彈頭的特點及組成
  5.2  再入機動彈頭速度方向的控制
    5.2.1  坐標系及其相互間的關係
    5.2.2  機動彈頭的質心運動方程
    5.2.3  機動彈頭的*優導引規律
    5.2.4  機動彈頭速度方向控制的三自由度模擬分析
  5.3  再入機動彈頭落速大小的控制
    5.3.1  理想速度*線的設計
    5.3.2  速度大小控制問題
  5.4  再入機動彈頭速度方向與大小控制的三自由度彈道模擬
    5.4.1  三自由度彈道模擬的數學模型
    5.4.2  三自由度彈道模擬計算和分析
  5.5  再入機動彈頭速度方向與大小控制的六自由度彈道模擬
    5.5.1  六自由度彈道模擬的數學模型
    5.5.2  六自由度彈道模擬及精度分析
第6章  航天器離軌制動段及衛星返回軌道設計
  6.1  航天器返回再入概述
    6.1.1  航天器的返回過程
    6.1.2  航天器再入走廊
  6.2  航天器離軌制動段軌道設計
    6.2.1  圓軌道運行且速度衝量*小時推力方向的確定
    6.2.2  橢圓軌道運行且速度衝量*小時推力方向的確定
    6.2.3  返回航程*小時推力方向的確定
    6.2.4  可返迴圈的確定
    6.2.5  離軌制動點的計算
  6.3  航天器離軌制動制導方法
    6.3.1  攝動制導方案
    6.3.2  閉路制導方案
  6.4  人造地球衛星返回軌道設計
    6.4.1  軌道設計對衛星總體設計的要求

    6.4.2  衛星標準返回軌道設計
    6.4.3  返回軌道誤差量和落點誤差計算
第7章  近地載人飛船返回軌道設計與制導方法
  7.1  載人飛船返回軌道設計
    7.1.1  載人飛船軌道設計對總體設計的要求
    7.1.2  載人飛船的配平飛行
    7.1.3  載人飛船標準返回軌道的設計原則
    7.1.4  標準返回軌道設計的數學模型
    7.1.5  載人飛船標準返回軌道設計
  7.2  載人飛船返回再入標準軌道制導方法
    7.2.1  載人飛船返回再入制導方法分類
    7.2.2  無再入制導時開傘點位置誤差和飛船機動能力分析
    7.2.3  飛船再入的標準軌道制導方法
    7.2.4  縱向制導律*佳反饋增益係數的確定
    7.2.5  飛船再入標準軌道制導方法精度分析
  7.3  載人飛船六自由度軌道模擬及精度分析
    7.3.1  載人飛船從制動段到著陸段的飛行程序
    7.3.2  返回再入段姿態控制系統簡介
    7.3.3  返回再入段六自由度軌道模擬的數學模型
    7.3.4  返回再入段六自由度軌道模擬及精度分析
  7.4  載人飛船返回再入預測制導方法
    7.4.1  縱程和橫程同時控制的預測制導方法
    7.4.2  縱程和橫程分開的預測制導方法
第8章  探月飛船跳躍式返回軌道設計與制導方法
  8.1  跳躍式返回再入簡介
    8.1.1  跳躍式再入的概念
    8.1.2  「阿波羅」飛船的再入制導方案
    8.1.3  「獵戶座」飛船的再入制導方案
    8.1.4  「嫦娥五號」飛船的再入制導方案
  8.2  跳躍式再入彈道特性分析
    8.2.1  跳躍式再入飛行階段的劃分
    8.2.2  跳躍式再入彈道的解析解
    8.2.3  跳躍式再入彈道特性的數值分析
  8.3  跳躍式再入標準軌道設計及標準軌道制導方法
    8.3.1  跳躍式再入的可達域分析
    8.3.2  標準再入軌道設計
    8.3.3  開傘點位置誤差分析
    8.3.4  標準軌道制導方法
  8.4  跳躍式再入數值預測校正制導方法
    8.4.1  彈道預測與迭代校正演算法
    8.4.2  橫程式控制制方法
    8.4.3  誤差參數辨識方法
    8.4.4  模擬分析
第9章  升力式再入航天器返回軌道設計與制導方法
  9.1  太空梭軌道器返回再入情況簡介
    9.1.1  太空梭的基本情況
    9.1.2  太空梭軌道器的再入特點
    9.1.3  太空梭軌道器的控制系統
  9.2  升力式返回再入段標準軌道設計
    9.2.1  再入軌道設計的數學模型

    9.2.2  瞬時平面與側向制導
    9.2.3  再入走廊的確定
    9.2.4  再入段的航程估算
    9.2.5  再入段標準軌道設計
    9.2.6  再入標準軌道設計模擬
  9.3  升力式再入標準軌道制導方法
    9.3.1  標準軌道跟蹤制導律設計
    9.3.2  考慮攻角調製的飛行控制
    9.3.3  標準軌道制導方法模擬分析
  9.4  升力式再入預測校正制導方法
    9.4.1  初始下降段制導方法
    9.4.2  平衡滑翔段制導方法
    9.4.3  預測校正制導方法模擬分析
  9.5  末端能量管理段制導方法
    9.5.1  末端能量管理段對制導系統的要求
    9.5.2  末端能量管理段的分段
    9.5.3  末端能量管理段的制導方法
    9.5.4  TAEM的模擬
第10章  運載火箭垂直回收著陸返回軌跡設計與制導方法
  10.1  垂直起降運載火箭及試驗飛行器發展現狀
    10.1.1  垂直起降運載火箭的工程實踐
    10.1.2  運載火箭垂直回收的關鍵技術
  10.2  運載火箭垂直回收返回再入標準軌道設計
    10.2.1  質心運動方程的建立
    10.2.2  軌跡設計問題建模
    10.2.3  模擬分析
  10.3  運載火箭垂直回收減速段制導方法
    10.3.1  攝動運動方程的建立
    10.3.2  軌跡跟蹤制導律設計
    10.3.3  模擬分析
  10.4  基於凸優化的運載火箭動力著陸段軌跡規劃方法
    10.4.1  凸優化方法簡介
    10.4.2  著陸段軌跡優化問題描述
    10.4.3  原問題的凸化處理與離散化
    10.4.4  序列凸優化求解演算法
    10.4.5  模擬分析
  10.5  基於軌跡在線生成的動力著陸段預測制導方法
    10.5.1  軌跡在線生成演算法設計
    10.5.2  發動機開機策略的選擇
    10.5.3  基於視加速度補償的跟蹤制導方法
    10.5.4  模擬分析
參考文獻
附錄A 相關常數
附錄B 標準大氣表（0?120km）
附錄C 控制變數為α、β、χ時的偏導數
附錄E 等地心距攝動狀態轉移矩陣的解析解
附錄F 等角攝動狀態轉移矩陣的解析解
附錄G 狀態響應解析解的係數..
附錄H 有狀態約束的最優控制問題的最優性條件

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