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現代火箭外彈道學

作者：編者:常思江//陳琦|責編:鍾博
出版社：北京理工大學
ISBN：9787576359053

出版日期：2025/10/01
裝幀：平裝
頁數：417

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

本書系統闡述了火箭外彈道學的理論和方法。緒論部分對全書做了概述、導讀和其他說明。第一章介紹基礎知識，涵蓋常用坐標系及轉換、變質量力學原理、推力、重力、大氣環境等。第二章推導鉛直平面內火箭運動方程組，包括野戰火箭和遠程火箭。第三章探討火箭彈道的求解與計算，有解析求解和數值計算方法。第四章建立火箭六自由度剛體運動方程組。第五章研究火箭擾動運動方程。第六章分析火箭的散布、穩定性和操縱性。第七章講述無控火箭彈道修正理論與射表編擬技術。第八章介紹有控火箭彈道優化的多種方法。第九章闡述有控火箭制導方法，如彈道跟蹤制導、攝動制導、顯式制導等。各章均配有習題，書後附有參考文獻，便於讀者學習和研究。

作者介紹

編者:常思江//陳琦|責編:鍾博

緒論
  0.1  概述
  0.2  導讀
  0.3  其他說明
第1章  基礎知識
  1.1  常用坐標系
    1.1.1  第一類坐標系
    1.1.2  第二類坐標系
  1.2  坐標系之間的轉換
    1.2.1  基本坐標轉換矩陣
    1.2.2  不同坐標系之間的關係及其坐標轉換矩陣
  1.3  常用坐標系及其轉換小結
    1.3.1  常用坐標系匯總
    1.3.2  坐標系轉換關係匯總
    1.3.3  對不同旋轉順序和方向的注記
  1.4  變質量力學原理與火箭質心運動的一般方程
    1.4.1  變質量力學原理
    1.4.2  火箭質心運動的一般方程
  1.5  推力和推力加速度
  1.6  重力和重力加速度
  1.7  大氣環境條件
    1.7.1  地球大氣與流動領域
    1.7.2  大氣狀態參數理論模型
    1.7.3  標準氣象條件
    1.7.4  風場
  1.8  本章習題
第2章  鉛直平面內的火箭運動方程組
  2.1  參考系說明
  2.2  作用在火箭上的主要力和力矩
    2.2.1  空氣動力的諸分力和力矩
    2.2.2  推力和推力偏心矩
  2.3  鉛直平面內的火箭剛體運動方程組
  2.4  野戰火箭質點彈道方程
    2.4.1  質點彈道方程組
    2.4.2  阻力加速度
    2.4.3  滑軌段運動方程組
    2.4.4  決定被動段彈道的參量
  2.5  遠程火箭運動方程
    2.5.1  控制力和控制力矩
    2.5.2  動力段平面運動方程
    2.5.3  被動段軌跡方程
  2.6  本章習題
第3章  火箭彈道的求解與計算問題
  3.1  野戰火箭主動段彈道的解析求解
    3.1.1  運動方程組及其簡化
    3.1.2  主動段結束點諸元的計算公式
    3.1.3  計算流程
    3.1.4  特徵函數的計算
    3.1.5  例題
  3.2  野戰火箭被動段彈道的解析求解

    3.2.1  分段解法
    3.2.2  虛速解法
    3.2.3  西亞切解法
  3.3  遠程火箭航程的解析計算
    3.3.1  主動段射程計算
    3.3.2  自由段射程計算
    3.3.3  再入段射程計算
    3.3.4  被動段射程計算
    3.3.5  被動段飛行時間計算
    3.3.6  基於球面三角形的計算方法
  3.4  火箭運動微分方程的數值計算方法
    3.4.1  歐拉（Euler）方法
    3.4.2  龍格-庫塔（Runge-Kutta）方法
    3.4.3  阿達姆斯（Adams）方法
    3.4.4  收斂性和穩定性問題
  3.5  本章習題
第4章  火箭六自由度剛體運動方程組
  4.1  火箭剛體運動方程組的一般形式
    4.1.1  火箭質心運動方程的建立
    4.1.2  火箭繞質心運動方程的建立
  4.2  重力、推力（矩）及科里奧利慣性力
    4.2.1  重力
    4.2.2  推力和推力矩
    4.2.3  科里奧利慣性力
  4.3  作用在火箭上的主要空氣動力（矩）
    4.3.1  風對空氣動力的影響
    4.3.2  阻力
    4.3.3  升力
    4.3.4  穩定力矩
    4.3.5  赤道阻尼力矩
    4.3.6  極阻尼力矩
    4.3.7  尾翼導轉力矩
    4.3.8  馬格努斯效應機理
    4.3.9  馬格努斯力和馬格努斯力矩
  4.4  對火箭運動方程建模的注記
    4.4.1  不同的建模方式
    4.4.2  力和力矩的其他表達形式
    4.4.3  垂直風對火箭主動段彈道影響的初步分析
  4.5  火箭剛體運動方程組的具體形式
    4.5.1  運動（微分）方程組
    4.5.2  聯繫方程的確定
  4.6  計及風影響的火箭剛體運動方程組
    4.6.1  第一種建模方式
    4.6.2  第二種建模方式
  4.7  基於瞬時平衡假設的有控質心運動方程組
  4.8  本章習題
第5章  火箭擾動運動方程
  5.1  概述
    5.1.1  什麼是擾動運動
    5.1.2  研究擾動運動的方法和思路

    5.1.3  「係數凍結」和彈道特徵點
  5.2  不旋轉尾翼式無控野戰火箭的擾動運動方程
    5.2.1  擾動方程組的建立及變數變換
    5.2.2  起始擾動引起的攻角和偏角
    5.2.3  推力線偏心的影響
    5.2.4  風的影響
    5.2.5  被動段內的擺動運動
  5.3  低速旋轉尾翼式無控野戰火箭的擾動運動方程
    5.3.1  擾動運動方程組的建立及變數變換
    5.3.2  起始擾動引起的攻角和偏角
    5.3.3  推力線偏心的影響
    5.3.4  風的影響
    5.3.5  動不平衡的影響
  5.4  線性化擾動運動方程組的建立
    5.4.1  運動微分方程組的線性化方法
    5.4.2  空氣動力和空氣動力矩的線性化
    5.4.3  擾動運動方程組的線性化
    5.4.4  火箭擾動運動方程組的分組
  5.5  本章習題
第6章  火箭的散布、穩定性和操縱性
  6.1  無控野戰火箭的散布理論
    6.1.1  概述
    6.1.2  散布計算方法、散布與射程的關係
    6.1.3  散布計算與分析
    6.1.4  減小散布的思路和方法
  6.2  無控火箭的運動穩定性
    6.2.1  概述
    6.2.2  擾動運動方程的簡化與變換
    6.2.3  動態穩定條件
    6.2.4  穩定性區域
    6.2.5  影響動穩定性的諸因素
    6.2.6  共振穩定性
    6.2.7  追隨穩定性
    6.2.8  低速旋轉野戰火箭的轉速設計
    6.2.9  穩定性檢查計算
  6.3  有控火箭的穩定性和操縱性
    6.3.1  基本概念
    6.3.2  縱向擾動運動方程的表示
    6.3.3  縱向擾動運動方程的解、特徵方程及其根的特性
    6.3.4  縱向擾動運動的若干種情況
    6.3.5  特徵方程的根的求解方法
    6.3.6  縱向擾動運動穩定性條件——霍爾維茨判據
    6.3.7  振蕩周期和阻尼度（衰減程度）的確定
    6.3.8  縱向擾動運動的兩種模態——短周期運動和長周期運動
    6.3.9  彈體的傳遞函數
    6.3.10  執行機構階躍偏轉時的穩定性分析
    6.3.11  執行機構階躍偏轉時的過渡過程
  6.4  本章習題
第7章  無控火箭彈道修正理論與射表編擬技術
  7.1  概述

    7.1.1  標準條件
    7.1.2  彈道修正理論
  7.2  考慮非標準氣象、地形及地球條件的火箭質點彈道方程組
    7.2.1  考慮非標準氣象條件
    7.2.2  計及地表曲率及重力隨高度的變化
    7.2.3  考慮科里奧利加速度
  7.3  彈道偏差及其修正
    7.3.1  主動段內的彈道偏差
    7.3.2  被動段內的彈道偏差
  7.4  應用：某遠程火箭子母彈的距離修正系統
    7.4.1  應用背景
    7.4.2  距離修正系統的實質
    7.4.3  距離修正的具體方法
    7.4.4  泛函係數的計算方法
  7.5  應用：某遠程火箭子母彈的主動段角偏差修正
  7.6  射表編擬技術簡介
    7.6.1  基本概念
    7.6.2  射表試驗
    7.6.3  數據處理與符合計算
    7.6.4  射表計算
  7.7  本章習題
第8章  有控火箭彈道優化
  8.1  概述
  8.2  變分法及其應用
    8.2.1  泛函的概念
    8.2.2  變分的推演
    8.2.3  矢量、有約束及端點可變情況
    8.2.4  極值曲線存在角點的情況
    8.2.5  應用舉例
  8.3  極小值原理及其應用
    8.3.1  連續系統的極小值原理
    8.3.2  求解最優滑翔基準彈道問題
  8.4  偽譜法及其應用
    8.4.1  概述
    8.4.2  多項式近似與偽譜法
    8.4.3  常見的偽譜法
    8.4.4  偽譜法的應用算例
  8.5  凸優化及其應用
    8.5.1  概述
    8.5.2  凸優化問題
    8.5.3  SCP的具體方法
    8.5.4  SCP求解制導火箭彈道優化問題
  8.6  基於深度學習的最優彈道在線生成
    8.6.1  深度學習的基本概念
    8.6.2  基於深層神經網路的最優彈道在線生成
  8.7  本章習題
第9章  有控火箭制導方法
  9.1  制導火箭的彈道跟蹤制導
    9.1.1  基於PID控制的彈道跟蹤制導
    9.1.2  基於LQR的彈道跟蹤制導

  9.2  遠程火箭的彈道攝動制導
    9.2.1  攝動法的基本思想
    9.2.2  被動段攝動方程
    9.2.3  主動段攝動方程
    9.2.4  射程式控制制
    9.2.5  攝動制導計算
  9.3  遠程火箭的顯式制導
    9.3.1  顯式制導的基本思想
    9.3.2  迭代制導
    9.3.3  火箭運動方程的簡化
    9.3.4  最優控制的推導
    9.3.5  火箭姿態角的計算
    9.3.6  剩餘飛行時間的迭代計算
  9.4  本章習題
附錄
參考文獻

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