基本介紹
- 中文名：遠程火箭飛行動力學與制導
- 作者：陳克俊、劉魯華、孟雲鶴
- 出版時間：2014年1月
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：347 頁
- ISBN：978-7-118-09123-6
- 定價：60.00
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
內容簡介,目錄,
內容簡介
本教材適用於航空宇航科學與技術專業教學,可作為遠程火箭總體設計、自動控制等相關專業高年級本科生和研究生專業基礎課程教材,對從事飛行器飛行力學、總體設計及控制系統的科技工作者及試驗、使用部隊也有參考價值。
第9章介紹了再入制導的基本原理和方法，分析討論了(廣義)標準軌道再入制導方法、**再入機動末制導方法等再入段的制導方法。
目錄
第1 章飛行動力學的基礎知識 1
1. 1地球的運動及形狀 2
1. 1. 1地球的運動 2
1. 1. 2地球的形狀 4
1. 2地球大氣 5
1. 2. 1地球大氣分層 5
1. 2. 2標準大氣 7
1. 3坐標系間的方向餘弦陣及矢量導數的關係 12
1. 3. 1坐標系之間的方向餘弦陣 12
1. 3. 2坐標系轉換矩陣的歐拉角表示法 13
1. 3. 3坐標系間矢量導數的關係 14
1. 4常用坐標系及其相互轉換 15
1. 4. 1常用坐標系 15
1. 4. 2各坐標系間轉換關係 17
1. 4. 3常用歐拉角的聯繫方程 23
1. 5變質量力學基本原理 25
1. 5. 1變質量質點的基本方程 26
1. 5. 2變質量質點系的運動方程 27
第2 章遠程火箭飛行的力學環境 32
2. 1附加力、附加力矩及火箭發動機特性 32
2. 1. 1附加力和附加力矩 32
2. 1. 2火箭發動機特性 37
2. 2引力與重力 40
2. 2. 1引力 40
2. 2. 2重力 45
2. 3空氣動力及氣動力矩 48
2. 3. 1空氣動力 48
2. 3. 2空氣動力矩 53
2. 4控制系統、控制力和控制力矩 56
2. 4. 1火箭狀態參數的測量 57
2. 4. 2姿態控制系統 60
2. 4. 3控制力和控制力矩 61
第3 章空間運動方程的建立 66
3. 1遠程火箭矢量形式的動力學方程 66
3. 1. 1質心動力學方程 66
3. 1. 2繞質心轉動的動力學方程 66
3. 2地面發射坐標系中的空間彈道方程 67
3. 2. 1地面發射坐標系中的質心動力學方程 67
3. 2. 2繞質心動力學方程在箭體坐標系的分解 72
3. 2. 3補充方程 74
3. 2. 4空間運動方程 76
3. 3地面發射坐標系中的空間彈道方程的簡化 78
3. 3. 1空間運動方程簡化假設條件 78
3. 3. 2空間彈道計算方程 79
3. 3. 3彈道參數計算 81
3. 4速度坐標系中的空間彈道方程與簡化 85
3. 4. 1速度坐標系中的質心動力學方程 85
3. 4. 2速度坐標系中的空間彈道方程 86
3. 4. 3簡化的彈道方程 88
第4 章自由飛行段彈道特性分析 90
4. 1自由飛行段的彈道方程 90
4. 2彈道方程的分析 92
4. 2. 1e,P 的意義及其確定 92
4. 2. 2圓錐截線形狀與主動段終點參數的關係 95
4. 2. 3橢圓的幾何參數與主動段終點參數的關係 96
4. 2. 4成為人造衛星或飛彈的條件 98
4. 3射程與主動段終點參數的關係 100
4. 3. 1被動段射程的計算 101
4. 3. 2自由段射程的計算 103
4. 3. 3已知rk ,淄k 求被動段的專k. opt及茁c. max 104
4. 3. 4已知rk、茁c 求專k. opt、淄k·min 107
4. 4飛彈被動段飛行時間的計算 109
4. 4. 1面積速度和周期 109
4. 4. 2克卜勒方程 110
4. 4. 3克卜勒方程的近似解算 115
4. 4. 4飛行時間Tc 與主動段終點參數的關係 116
4. 5誤差係數 120
4. 5. 1射程誤差係數 121
4. 5. 2側向誤差係數 127
4. 5. 3飛行時間誤差係數 129
4. 6相對於旋轉地球的自由段參數 132
4. 6. 1物理景象分析 132
4. 6. 2運動學方法的計算步驟 133
4. 7考慮地球旋轉的誤差係數 137
4. 8扁形地球下自由飛行段彈道 144
第5 章再入段運動特性分析與彈道設計 146
5. 1再入段運動方程 146
5. 1. 1矢量形式的再入段動力學方程 146
5. 1. 2地面發射坐標系中再入段空間運動方程 147
5. 1. 3以總攻角、總升力表示的再入段空間彈道方程 149
5. 1. 4簡化的再入段平面運動方程 156
5. 2零攻角再入彈道特性分析 159
5. 2. 1再入段最小負加速度的近似計算 160
5. 2. 2熱流的近似計算 162
5. 2. 3運動參數的近似計算 166
5. 2. 4有空氣阻力作用的被動段彈道特性 170
5. 2. 5被動段彈道運動參數的特性分析 173
5. 3有升力再入彈道特性分析 174
5. 3. 1問題的提出及技術途徑 174
5. 3. 2再入走廊的確定 179
5. 3. 3有升力再入時,運動參數的近似計算 182
5. 4再入機動彈道的工程設計 193
第6 章主動段運動特性分析與彈道設計 201
6. 1用於方案論證階段簡化的縱向方程 201
6. 2主動段運動特性分析 202
6. 2. 1切向運動特性分析 202
6. 2. 2主動段轉彎過程及運動特性分析 204
6. 2. 3法向運動特性分析 208
6. 3主動段終點運動參數及全射程估算 209
6. 3. 1設計參數 209
6. 3. 2主動段終點速度的估算 211
6. 3. 3主動段終點位置參數近似計算 215
6. 3. 4全射程估算 217
6. 3. 5設計參數的選擇 220
6. 4主動段彈道設計的作用及原則 223
6. 5飛行程式設計的工程方法 226
6. 5. 1大氣層內飛行程式設計 226
6. 5. 2真空段飛行程式的設計 231
6. 6飛行程式最佳化設計方法 244
6. 6. 1目標函式 245
6. 6. 2最佳化自變數的選取 245
6. 6. 3約束條件的處理 246
6. 6. 4隨機方向法的原理 247
6. 7遠程固體火箭的能量管理 247
6. 7. 1大氣層內飛行程式設計 248
6. 7. 2真空段飛行程式的設計 249
第7 章主動段的攝動制導方法 255
7. 1彈道攝動的基本原理 255
7. 1. 1攝動法的基本思想 255
7. 1. 2用攝動法研究擾動因素對飛彈落點偏差的影響 256
7. 1. 3主動段攝動方程的建立 257
7. 1. 4彈體結構參數偏差對主動段彈道的影響 259
7. 2攝動制導的基本原理 263
7. 2. 1彈頭落點偏差控制原理 263
7. 2. 2彈頭落點偏差控制方法 264
7. 3按速度關機的射程控制方案 265
7. 3. 1速度關機方程 265
7. 3. 2方法誤差分析 266
7. 4按視速度關機的射程控制方案 268
7. 4. 1視速度關機方程 268
7. 4. 2方法誤差分析 271
7. 4. 3帶補償的視速度關機方法 273
7. 5按射程關機的射程控制方案 274
7. 5. 1帶補償的視速度關機方法誤差分析 274
7. 5. 2射程關機方程 276
7. 6橫嚮導引與法嚮導引 277
7. 6. 1橫嚮導引 277
7. 6. 2法嚮導引 280
第8 章主動段的顯式制導方法 281
8. 1顯式制導的基本原理 281
8. 1. 1r、r觶的確定 281
8. 1. 2根據ra、r觶a 產生控制信號U鬃 283
8. 1. 3茁c 和茁*c 的確定 285
8. 2增益速度制導方法 286
8. 2. 1增益速度制導的基本原理 286
8. 2. 2需要速度的概念 287
8. 2. 3需要速度的確定 288
8. 2. 4閉路導引控制信號的確定 293
8. 2. 5虛擬目標的確定與需要速度的修正 293
8. 3疊代制導方法 295
8. 3. 1疊代制導的基本原理 295
8. 3. 2由vk 控制到軇vk 確定實際關機時間t*k 296
8. 3. 3由rk、vrk控制到軇rk、軇vrk確定控制規律漬(t) 301
8. 4E 制導方法 306
8. 4. 1E 制導的基本原理 306
8. 4. 2E 制導算例分析 308
第9 章再入段的制導方法 311
9. 1再入制導的基本原理 311
9. 1. 1標準軌道再入制導方法 311
9. 1. 2再入軌道預測制導方法 313
9. 1. 3廣義的標準軌道再入制導方法 315
9. 2標準軌道再入制導方法 318
9. 2. 1縱向制導 318
9. 2. 2側向制導 319
9. 2. 3縱平面運動方程的線性化 320
9. 2. 4最佳反饋增益係數的求解 324
9. 3廣義的標準軌道再入制導方法 326
9. 3. 1簡化的再入運動數學模型 326
9. 3. 2廣義的再入標準軌道制導原理 327
9. 3. 3再入縱向制導 327
9. 3. 4再入制導的航程更新 333
9. 3. 5再入機動的側向制導 334
9. 4最優再入機動末制導方法 335
9. 4. 1相對運動方程 335
9. 4. 2俯衝平面內最優導引規律 336
9. 4. 3轉彎平面內最優導引規律 339
9. 4. 4速度控制方法 340
9. 4. 5導引參數確定 344
參考文獻 345
