本書系統(tǒng)地闡述航天飛行動(dòng)力學(xué)的基本原理和方法，對涉及對象(戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程火箭、航天器、高超聲速飛行器等)和飛行環(huán)境(大氣層內(nèi)、大氣層外)的動(dòng)力學(xué)問題的相關(guān)基本概念和原理，坐標(biāo)系建立和描述方法，力學(xué)環(huán)境特性分析方法，動(dòng)力學(xué)特性建模和分析方法，運(yùn)動(dòng)特性建模和分析方法，導(dǎo)引飛行的軌道特性分析方法，航天飛行動(dòng)力學(xué)的前沿、統(tǒng)一和一些特殊性問題等進(jìn)行論述。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2飛行動(dòng)力學(xué)的重要作用及地位 2
1.3航天飛行動(dòng)力學(xué)的前沿問題 3
1.3.1飛行器多柔性體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法 3
1.3.2彈性飛行力學(xué) 4
1.3.3計(jì)算飛行力學(xué) 7
1.3.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 8
1.3.5飛行軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 13
1.3.6飛行軌跡的統(tǒng)一性 14
1.3.7面向任務(wù)的圓錐曲線統(tǒng)一拼接法飛行器軌跡設(shè)計(jì) 15
1.3.8高超聲速飛行姿態(tài)動(dòng)力學(xué)的非線性問題 18
1.3.9空天飛行器彈道 /軌道/姿態(tài)一體化優(yōu)化設(shè)計(jì) 20
1.4西北工業(yè)大學(xué)“航天飛行動(dòng)力學(xué)”課程簡介 21
思考題 21
參考文獻(xiàn) 22
第2章 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈飛行動(dòng)力學(xué) 23
2.1空氣動(dòng)力 23
2.1.1空氣動(dòng)力的表達(dá)式 23
2.1.2 升力 24
2.1.3側(cè)向力 25
2.1.4 阻力 26
2.2空氣動(dòng)力矩 27
2.2.1空氣動(dòng)力矩的表達(dá)式 27
2.2.2壓力中心和焦點(diǎn) 27
2.2.3俯仰力矩 28
2.2.4偏航力矩 34
2.2.5滾轉(zhuǎn)力矩 34
2.2.6鉸鏈力矩 36
2.3 推力 37
2.4 重力 38
2.5導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的建�；A(chǔ) 39
2.5.1理論基礎(chǔ) 39
2.5.2導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)建模的簡化處理 39
2.6常用坐標(biāo)系及其變換 40
2.6.1坐標(biāo)系定義 40
2.6.2坐標(biāo)系變換 42
2.7導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)模型的建立 49
2.7.1動(dòng)力學(xué)方程 49
2.7.2運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 54
2.7.3導(dǎo)彈質(zhì)量變化方程 55
2.7.4角度幾何關(guān)系方程 56
2.7.5操縱關(guān)系方程 57
2.7.6導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組 59
2.8導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組的簡化與分解 60
2.8.1導(dǎo)彈的縱向運(yùn)動(dòng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng) 61
2.8.2導(dǎo)彈的平面運(yùn)動(dòng) 63
2.9導(dǎo)彈的質(zhì)心運(yùn)動(dòng) 64
2.9.1“瞬時(shí)平衡”假設(shè) 64
2.9.2導(dǎo)彈質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程組 66
2.9.3理想彈道、理論彈道和實(shí)際彈道 67
2.10 過載 68
2.10.1機(jī)動(dòng)性與過載的概念 68
2.10.2過載的投影 69
2.10.3過載與導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 70
2.10.4彈道曲率半徑與法向過載的關(guān)系 72
2.10.5需用過載、極限過載和可用過載 72
2.11方案飛行 73
2.11.1鉛垂平面內(nèi)的方案飛行 74
2.11.2水平面內(nèi)的方案飛行 78
2.12導(dǎo)引飛行與彈道 80
2.12.1自動(dòng)瞄準(zhǔn)的相對運(yùn)動(dòng)方程 81
2.12.2遙控導(dǎo)引的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組 82
2.12.3導(dǎo)引方法 82
2.12.4導(dǎo)引彈道的求解 85
2.12.5選擇導(dǎo)引方法的基本原則 86
2.12.6復(fù)合制導(dǎo) 87
2.12.7現(xiàn)代制導(dǎo)規(guī)律 87
思考題 88
參考文獻(xiàn) 90
第3章 動(dòng)態(tài)特性分析 91
3.1 引言 91
3.1.1小擾動(dòng)法的概念 92
3.1.2穩(wěn)定性概念 92
3.1.3操縱性概念 93
3.2導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程線性化 94
3.2.1線性化方法 94
3.2.2作用力和力矩偏量 97
3.2.3導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組線性化 101
3.2.4系數(shù)凍結(jié)法 106
3.2.5特征彈道和特征點(diǎn)選取原則 106
3.3縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng) 108
3.3.1縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型 109
3.3.2縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力系數(shù) 110
3.3.3縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)方程 112
3.3.4縱向自由擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的特征根性質(zhì) 113
3.3.5縱向短周期擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的分析 120
3.3.6縱向短周期擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù) 123
3.3.7縱向短周期擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的操縱性 129
3.4側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng) 137
3.4.1 側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型 138
3.4.2 側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)方程 141
3.4.3 側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的模態(tài) 143
3.4.4 側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù) 147
3.4.5 軸對稱型導(dǎo)彈側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程組的簡化 151
思考題 155
參考文獻(xiàn) 155
第4章 遠(yuǎn)程火箭飛行動(dòng)力學(xué) 156
4.1常用坐標(biāo)系與變質(zhì)量力學(xué)原理 156
4.1.1常用坐標(biāo)系及其變換 156
4.1.2 變質(zhì)量力學(xué)原理 164
4.2火箭的力學(xué)環(huán)境 170
4.2.1 附加力與附加力矩 170
4.2.2 推力 174
4.2.3 引力與重力 175
4.2.4 氣動(dòng)力與氣動(dòng)力矩 179
4.2.5 控制系統(tǒng)的控制力與控制力矩 187
4.3火箭的運(yùn)動(dòng)方程 192
4.3.1 矢量形式的動(dòng)力學(xué)方程 192
4.3.2 發(fā)射坐標(biāo)系中的彈道方程 193
4.3.3 發(fā)射坐標(biāo)系中的彈道計(jì)算方程 203
4.3.4 速度坐標(biāo)系中的彈道方程 207
4.4火箭主動(dòng)段的運(yùn)動(dòng) 211
4.4.1 用于方案論證階段的縱向運(yùn)動(dòng)方程 211
4.4.2 主動(dòng)段運(yùn)動(dòng)特性分析 212
4.5火箭載荷自由飛行段的運(yùn)動(dòng) 218
4.5.1 自由飛行段的軌道方程 218
4.5.2 軌道方程參數(shù)的意義及其確定 221
4.5.3 圓錐截線形狀與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 223
4.5.4 橢圓的幾何參數(shù)與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 224
4.5.5 成為人造衛(wèi)星或?qū)椀臈l件 226
4.6再入段彈道 228
4.6.1 再入段運(yùn)動(dòng)方程 228
4.6.2 零攻角再入彈道 234
4.6.3 有升力再入彈道 235
思考題 242
參考文獻(xiàn) 243
第5章 航天器飛行動(dòng)力學(xué) 244
5.1航天器軌道運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型 244
5.2開普勒軌道特性 245
5.2.1開普勒軌道的三個(gè)常量 245
5.2.2航天器沿開普勒軌道運(yùn)行的特性 249
5.3開普勒軌道六要素 257
5.3.1軌道六要素定義及作用 257
5.3.2已知狀態(tài)向量求解軌道六要素 258
5.3.3已知軌道六要素求解狀態(tài)向量 261
5.4航天器軌道攝動(dòng) 263
5.4.1軌道攝動(dòng)原因 263
5.4.2軌道攝動(dòng)方程 268
5.4.3地球非球形引起的軌道攝動(dòng) 270
5.4.4大氣阻力引起的軌道攝動(dòng) 273
5.4.5幾種典型軌道 277
5.5航天器軌道機(jī)動(dòng) 281
5.5.1脈沖推力軌道機(jī)動(dòng) 282
5.5.2連續(xù)推力軌道機(jī)動(dòng) 291
5.6航天器姿態(tài)運(yùn)動(dòng) 294
5.6.1剛體航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程 295
5.6.2航天器的姿態(tài)描述及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 296
5.6.3簡化的剛體航天器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)方程 298
5.6.4基于四元數(shù)的姿態(tài)描述 299
5.7航天器姿態(tài)穩(wěn)定與控制 308
5.7.1無外力矩的自由運(yùn)動(dòng)及其穩(wěn)定性 308
5.7.2采用推力器的三軸姿態(tài)穩(wěn)定控制 315
5.7.3采用飛輪裝置的三軸姿態(tài)穩(wěn)定控制 321
思考題 325
參考文獻(xiàn) 326
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