《太空飛行器降落傘減速系統動力學》是2023年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：太空飛行器降落傘減速系統動力學
- 出版時間：2023年6月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030757661
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《太空飛行器降落傘減速系統動力學》系統論述了太空飛行器降落傘減速系統的基礎知識、動力學理論、半實物仿真技術及試驗方法，包含了作者科研過程中的許多實踐經驗和理論成果。《太空飛行器降落傘減速系統動力學》共11章，第1～2章主要闡述了太空飛行器降落傘減速著陸技術發展概況，動力學建模與仿真研究現狀，降落傘的設計、結構、開傘過程及充氣性能等基礎知識；第3～9章詳細論述了太空飛行器降落傘減速系統相關的系統動力學建模、彈射分離動力學建模、拉直充氣動力學建模、參數辨識方法、試驗光測圖像分析方法、翼傘系統動力學建模及歸航設計方法等理論成果；第10章介紹了太空飛行器降落傘減速半實物仿真系統的構建及關鍵技術；第11章論述了太空飛行器降落傘減速系統的各類試驗方法，重點介紹了風洞試驗技術。《太空飛行器降落傘減速系統動力學》基本上涵蓋了太空飛行器降落傘減速系統動力學理論、仿真和試驗研究的各方面內容，側重論述基礎理論、基本方法和關鍵技術，並提供了一些有用的技術數據。
圖書目錄
第1章概論1
1.1降落傘的套用與發展1
1.2太空飛行器降落傘減速著陸技術4
1.2.1太空飛行器降落傘減速著陸技術概述4
1.2.2太空飛行器降落傘減速著陸技術的發展6
1.2.3太空飛行器降落傘減速著陸過程10
1.3太空飛行器降落傘減速系統動力學16
1.3.1降落傘拉直動力學16
1.3.2降落傘充氣動力學19
1.3.3降落傘穩定下降動力學21
1.3.4降落傘動力學參數辨識21
1.3.5降落傘動力學仿真軟體22
第2章降落傘氣動減速裝置24
2.1降落傘的組成及主要設計參數24
2.1.1降落傘的組成24
2.1.2降落傘的主要設計參數25
2.2常用降落傘的結構27
2.2.1平面圓形傘34
2.2.2截錐形傘34
2.2.3錐形帶條傘34
2.2.4環縫傘35
2.2.5無肋導向面傘35
2.2.6環帆傘36
2.2.7盤縫帶傘36
2.2.8方形傘36
2.2.9十字形傘37
2.2.10可控翼傘37
2.3降落傘的開傘過程37
2.3.1開傘過程概述37
2.3.2太空飛行器降落傘開傘過程40
2.4降落傘的充氣性能41
2.4.1充氣時間41
2.4.2傘衣阻力面積變化43
2.4.3開傘動載45第3章物傘系統動力學基礎51
3.1剛體動力學模型51
3.1.1一般剛體動力學模型51
3.1.2考慮附加質量的剛體動力學方程54
3.1.3剛體運動學方程57
3.2降落傘動力學模型58
3.2.1降落傘的幾何參數58
3.2.2降落傘的質量參數59
3.2.3降落傘動力學方程61
3.2.4降落傘的氣動力62
3.3物傘系統動力學模型63
3.3.1一般物傘系統多體動力學模型63
3.3.2不同自由度的物傘系統動力學模型65
第4章太空飛行器降落傘減速系統動力學建模78
4.1太空飛行器降落傘系統動力學模型78
4.1.1飛船降落傘減速系統78
4.1.2簡化假設與坐標系定義79
4.1.3返回艙動力學模型80
4.1.4降落傘動力學模型82
4.1.5吊掛約束模型85
4.2單艙下降階段動力學模型89
4.3拉直階段動力學模型89
4.3.1模型假設89
4.3.2傘包動力學模型90
4.3.3約束模型90
4.3.4初始條件和終止條件91
4.4充氣階段動力學模型91
4.4.1簡化假設91
4.4.2阻力面積隨時間的變化92
4.4.3收口傘衣的充滿時間92
4.4.4質量和轉動慣量93
4.4.5附加質量及其變化率95
4.4.6充氣階段降落傘的動力學方程95
4.4.7初始條件和終止條件96
4.5穩定下降階段動力學模型97
4.5.1質量和轉動慣量97
4.5.2全張滿階段動力學方程97
第5章傘艙蓋彈射分離動力學99
5.1降落傘的開傘方式99
5.1.1彈傘筒彈射開傘100
5.1.2彈傘器彈射開傘100
5.1.3彈傘艙蓋牽引開傘100
5.1.4引導傘牽引開傘100
5.2彈傘分離動力學模型100
5.2.1動力學模型101
5.2.2方程的分析解104
5.3柔性繩索的多節點質量阻尼彈簧模型109
5.3.1坐標系定義109
5.3.2質量阻尼彈簧模型的動力學方程111
5.4彈傘艙蓋拉傘包過程動力學模型113
5.4.1模型假設和坐標系定義114
5.4.2傘艙蓋動力學方程115
5.4.3傘包動力學方程117
5.4.4連線約束模型117
5.5柔性繩索的連續模型120
5.5.1坐標系建立120
5.5.2空間連續繩索的動力學方程121
5.5.3連續繩索動力學模型的簡化123
5.6傘艙蓋拉傘包過程的連續模型124
5.6.1基本假設124
5.6.2坐標系建立124
5.6.3邊界條件125
5.6.4初始條件126
5.6.5模型求解流程127
第6章太空飛行器降落傘拉直動力學與抽打現象128
6.1降落傘直線拉出模型128
6.2大型降落傘拉直動力學模型130
6.2.1大型降落傘拉直過程階段劃分131
6.2.2主傘拉直過程各階段的動力學模型131
6.3大型降落傘拉直過程中的抽打現象分析142
6.3.1抽打現象的特徵參數定義143
6.3.2抽打現象的特點分析144
6.3.3抽打現象的形成原因分析146
6.3.4抽打現象的影響因素分析148
第7章太空飛行器降落傘減速系統動力學參數辨識方法149
7.1降落傘動力學參數辨識概述149
7.1.1辨識特點149
7.1.2辨識算法150
7.2基於極大似然法的充氣階段參數辨識151
7.2.1算法原理151
7.2.2辨識流程153
7.2.3降落傘充氣參數辨識153
7.3基於遺傳算法的穩定下降階段參數辨識156
7.3.1算法原理156
7.3.2辨識流程157
7.3.3降落傘氣動力參數辨識158
第8章太空飛行器降落傘減速系統試驗光測圖像分析方法163
8.1光測圖像分析的基本原理163
8.1.1坐標系定義163
8.1.2光學成像基本原理164
8.1.3雙目視覺基本原理165
8.2機載光測圖像分析方法166
8.2.1機載光測圖像的特點167
8.2.2機載光測圖像預處理168
8.2.3傘衣區域分割173
8.2.4機載光測圖像分析175
8.3地面光測圖像分析方法178
8.3.1地面光測圖像的特點178
8.3.2地面光測圖像的預處理179
8.3.3降落傘區域分割180
8.3.4地面光測圖像分析190
第9章太空飛行器翼傘減速系統動力學193
9.1翼傘概述194
9.1.1典型結構194
9.1.2翼傘的主要術語及定義195
9.1.3氣動力特性198
9.1.4減速和雀降性能199
9.1.5開傘控制方法200
9.1.6摺疊包裝201
9.1.7工作過程202
9.2翼傘系統的動力學模型203
9.2.1幾何參數203
9.2.2附加質量204
9.2.3六自由度模型206
9.2.4八自由度剛性鉸接模型213
9.2.5十二自由度非剛性連線模型219
9.3翼傘系統的歸航軌跡設計221
9.3.1軌跡設計中的質點模型221
9.3.2翼傘系統的分段歸航設計223
第10章太空飛行器降落傘減速半實物仿真系統229
10.1系統動力學仿真架構229
10.1.1仿真框架的構建思路230
10.1.2模型的分解230
10.1.3模型的連線232
10.2太空飛行器降落傘減速著陸仿真框架的實現233
10.2.1降落傘減速著陸仿真框架的層次結構233
10.2.2太空飛行器降落傘減速著陸系統階段模型的轉換236
10.3太空飛行器降落傘減速著陸半實物仿真系統關鍵技術237
10.3.1太空飛行器降落傘減速著陸半實物仿真系統結構組成237
10.3.2太空飛行器降落傘減速著陸半實物仿真系統網路設計239
10.3.3太空飛行器降落傘減速著陸半實物仿真系統實時控制240
10.3.4太空飛行器降落傘減速著陸半實物仿真系統運行流程242
10.4減速著陸動力學仿真子系統244
10.4.1減速著陸動力學仿真子系統結構和設計244
10.4.2回收程式控制裝置模擬程式設計245
10.5環境壓力模擬子系統249
10.5.1返回艙取壓孔附近壓力係數249
10.5.2環境壓力模擬子系統組成和運行流程250
10.6程控自動測試與IO子系統251
10.6.1IO子系統組成251
10.6.2IO子系統的技術實現252
第11章太空飛行器降落傘減速系統試驗方法254
11.1相似準則254
11.1.1馬赫數255
11.1.2雷諾數255
11.1.3弗勞德數255
11.1.4斯特勞哈爾數255
11.1.5質量比256
11.1.6結構特性256
11.2風洞試驗256
11.2.1風洞試驗裝置257
11.2.2常規風洞試驗263
11.2.3動態開傘試驗269
11.2.4流動顯示試驗270
11.2.5翼傘風洞試驗272
11.2.6數據修正方法273
11.3空投試驗276
11.3.1傘塔投放試驗277
11.3.2飛機空投試驗277
11.3.3浮空氣球空投試驗278
11.3.4探空火箭空投試驗280
11.4其他試驗方法281
11.4.1拖曳試驗281
11.4.2水洞試驗282
參考文獻284
