目錄
叢書(shū)序
前言
第1章 飛行動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí) 001
1.1 地球的運(yùn)動(dòng)及形狀 002
1.1.1 地球的運(yùn)動(dòng) 002
1.1.2 地球的形狀 004
1.2 地球大氣 004
1.2.1 地球大氣分層 005
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)大氣 006
1.3 坐標(biāo)系間的方向余弦陣及矢量導(dǎo)數(shù)的關(guān)系 011
1.3.1 坐標(biāo)系之間的方向余弦陣 011
1.3.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的歐拉角表示法 012
1.3.3 坐標(biāo)系間矢量導(dǎo)數(shù)的關(guān)系 013
1.4 常用坐標(biāo)系及其相互轉(zhuǎn)換 014
1.4.1 常用坐標(biāo)系 014
1.4.2 各坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換關(guān)系 016
1.4.3 常用歐拉角的聯(lián)系方程 021
1.5 變質(zhì)量力學(xué)基本原理 023
1.5.1 變質(zhì)量質(zhì)點(diǎn)的基本方程 024
1.5.2 變質(zhì)量質(zhì)點(diǎn)系的運(yùn)動(dòng)方程 025
第2章 遠(yuǎn)程火箭飛行的力學(xué)環(huán)境 030
2.1 附加力、附加力矩及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特性 030
2.1.1 附加力和附加力矩 030
2.1.2 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特性 035
2.2 引力與重力 038
2.2.1 引力 038
2.2.2 重力 044
2.3 空氣動(dòng)力及氣動(dòng)力矩 047
2.3.1 空氣動(dòng)力 047
2.3.2 空氣動(dòng)力矩 052
2.4 控制系統(tǒng)、控制力和控制力矩 055
2.4.1 火箭狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量 055
2.4.2 姿態(tài)控制系統(tǒng) 058
2.4.3 控制力和控制力矩 060
第3章 空間運(yùn)動(dòng)方程的建立 064
3.1 遠(yuǎn)程火箭矢量形式的動(dòng)力學(xué)方程 064
3.1.1 質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程 064
3.1.2 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程 064
3.2 地面發(fā)射坐標(biāo)系中的空間彈道方程 065
3.2.1 地面發(fā)射坐標(biāo)系中的質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程 065
3.2.2 繞質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程在箭體坐標(biāo)系的分解 070
3.2.3 補(bǔ)充方程 071
3.2.4 空間運(yùn)動(dòng)方程 074
3.3 地面發(fā)射坐標(biāo)系中的空間彈道方程的簡(jiǎn)化 076
3.3.1 空間運(yùn)動(dòng)方程簡(jiǎn)化假設(shè)條件 076
3.3.2 空間彈道計(jì)算方程 077
3.3.3 彈道參數(shù)計(jì)算 079
3.4 速度坐標(biāo)系中的空間彈道方程與簡(jiǎn)化 082
3.4.1 速度坐標(biāo)系中的質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程 082
3.4.2 速度坐標(biāo)系中的空間彈道方程 084
3.4.3 簡(jiǎn)化的彈道方程 085
第4章 自由飛行段彈道特性分析 088
4.1 自由飛行段的彈道方程 088
4.2 彈道方程的分析 091
4.2.1 e、 P的意義及其確定 091
4.2.2 圓錐截線形狀與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 093
4.2.3 橢圓的幾何參數(shù)與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 095
4.2.4 成為人造衛(wèi)星或?qū)�彈的條件 096
4.3 射程與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 098
4.3.1 被動(dòng)段射程的計(jì)算 098
4.3.2 自由段射程的計(jì)算 101
4.3.3 已知rk、νk求被動(dòng)段的k.opt及βc.max 102
4.3.4 已知rk、βc求k.opt、νk.min 104
4.4 導(dǎo)彈被動(dòng)段飛行時(shí)間的計(jì)算 106
4.4.1 面積速度和周期 107
4.4.2 開(kāi)普勒方程 107
4.4.3 開(kāi)普勒方程的近似解算 112
4.4.4 飛行時(shí)間Tc與主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系 113
4.5 誤差系數(shù) 117
4.5.1 射程誤差系數(shù) 117
4.5.2 側(cè)向誤差系數(shù) 122
4.5.3 飛行時(shí)間誤差系數(shù) 125
4.6 相對(duì)于旋轉(zhuǎn)地球的自由段參數(shù) 127
4.6.1 物理景象分析 128
4.6.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方法的計(jì)算步驟 128
4.7 考慮地球旋轉(zhuǎn)的誤差系數(shù) 132
4.8 扁形地球下自由飛行段彈道 138
第5章 再入段運(yùn)動(dòng)特性分析與彈道設(shè)計(jì) 140
5.1 再入段運(yùn)動(dòng)方程 140
5.1.1 矢量形式的再入段動(dòng)力學(xué)方程 140
5.1.2 地面發(fā)射坐標(biāo)系中再入段空間運(yùn)動(dòng)方程 141
5.1.3 以總攻角、總升力表示的再入段空間彈道方程 143
5.1.4 簡(jiǎn)化的再入段平面運(yùn)動(dòng)方程 149
5.2 零攻角再入彈道特性分析 151
5.2.1 再入段最小負(fù)加速度的近似計(jì)算 152
5.2.2 熱流的近似計(jì)算 155
5.2.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的近似計(jì)算 159
5.2.4 有空氣阻力作用的被動(dòng)段彈道特性 163
5.2.5 被動(dòng)段彈道運(yùn)動(dòng)參數(shù)的特性分析 165
5.3 有升力再入彈道特性分析 166
5.3.1 問(wèn)題的提出及技術(shù)途徑 166
5.3.2 再入走廊的確定 170
5.3.3 有升力再入時(shí)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)的近似計(jì)算 172
5.4 再入機(jī)動(dòng)彈道的工程設(shè)計(jì) 184
第6章 主動(dòng)段運(yùn)動(dòng)特性分析與彈道設(shè)計(jì) 192
6.1 用于方案論證階段簡(jiǎn)化的縱向方程 192
6.2 主動(dòng)段運(yùn)動(dòng)特性分析 193
6.2.1 切向運(yùn)動(dòng)特性分析 193
6.2.2 主動(dòng)段轉(zhuǎn)彎過(guò)程及運(yùn)動(dòng)特性分析 195
6.2.3 法向運(yùn)動(dòng)特性分析 199
6.3 主動(dòng)段終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及全射程估算 199
6.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 199
6.3.2 主動(dòng)段終點(diǎn)速度的估算 201
6.3.3 主動(dòng)段終點(diǎn)位置參數(shù)近似計(jì)算 205
6.3.4 全射程估算 207
6.3.5 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 209
6.4 主動(dòng)段彈道設(shè)計(jì)的作用及原則 213
6.5 飛行程序設(shè)計(jì)的工程方法 216
6.5.1 大氣層內(nèi)飛行程序設(shè)計(jì) 216
6.5.2 真空段飛行程序的設(shè)計(jì) 220
6.6 飛行程序優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 232
6.6.1 目標(biāo)函數(shù) 233
6.6.2 優(yōu)化自變量的選取 233
6.6.3 約束條件的處理 234
6.6.4 隨機(jī)方向法的原理 235
6.7 遠(yuǎn)程固體火箭的能量管理 235
6.7.1 大氣層內(nèi)飛行程序設(shè)計(jì) 236
6.7.2 真空段飛行程序的設(shè)計(jì) 236
第7章 主動(dòng)段的攝動(dòng)制導(dǎo)方法 243
7.1 彈道攝動(dòng)的基本原理 243
7.1.1 攝動(dòng)法的基本思想 243
7.1.2 用攝動(dòng)法研究擾動(dòng)因素對(duì)導(dǎo)彈落點(diǎn)偏差的影響 244
7.1.3 主動(dòng)段攝動(dòng)方程的建立 245
7.1.4 彈體結(jié)構(gòu)參數(shù)偏差對(duì)主動(dòng)段彈道的影響 247
7.2 攝動(dòng)制導(dǎo)的基本原理 251
7.2.1 彈頭落點(diǎn)偏差控制原理 251
7.2.2 彈頭落點(diǎn)偏差控制方法 252
7.3 按速度關(guān)機(jī)的射程控制方案 252
7.3.1 速度關(guān)機(jī)方程 252
7.3.2 方法誤差分析 254
7.4 按視速度關(guān)機(jī)的射程控制方案 256
7.4.1 視速度關(guān)機(jī)方程 256
7.4.2 方法誤差分析 258
7.4.3 帶補(bǔ)償?shù)囊曀俣汝P(guān)機(jī)方案 261
7.5 按射程關(guān)機(jī)的射程控制方案 262
7.5.1 帶補(bǔ)償?shù)囊曀俣汝P(guān)機(jī)方法誤差分析 262
7.5.2 射程關(guān)機(jī)方程 264
7.6 橫向?qū)б�與法向?qū)б?265
7.6.1 橫向?qū)б?265
7.6.2 法向?qū)б?268
第8章 主動(dòng)段的顯式制導(dǎo)方法 269
8.1 顯式制導(dǎo)的基本原理 269
8.1.1 r、r？的確定 269
8.1.2 根據(jù)ra、 r？a產(chǎn)生控制信號(hào)Uψ 271
8.1.3 βc和β*c的確定 273
8.2 增益速度制導(dǎo)方法 274
8.2.1 增益速度制導(dǎo)的基本原理 274
8.2.2 需要速度的概念 275
8.2.3 需要速度的確定 275
8.2.4 閉路導(dǎo)引控制信號(hào)的確定 279
8.2.5 虛擬目標(biāo)的確定與需要速度的修正 280
8.3 迭代制導(dǎo)方法 281
8.3.1 迭代制導(dǎo)的基本原理 281
8.3.2 由vk控制到v～k確定實(shí)際關(guān)機(jī)時(shí)間t*k 282
8.3.3 由rk、vrk控制到r～k、v～rk確定控制規(guī)律φ（t） 287
8.4 E制導(dǎo)方法 292
8.4.1 E制導(dǎo)的基本原理 292
8.4.2 E制導(dǎo)算例分析 294
第9章 再入段的制導(dǎo)方法 297
9.1 再入制導(dǎo)的基本原理 297
9.1.1 標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 297
9.1.2 再入軌道預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法 299
9.1.3 廣義的標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 301
9.2 標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 303
9.2.1 縱向制導(dǎo) 303
9.2.2 側(cè)向制導(dǎo) 304
9.2.3 縱平面運(yùn)動(dòng)方程的線性化 305
9.2.4 最佳反饋增益系數(shù)的求解 309
9.3 廣義的標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 311
9.3.1 簡(jiǎn)化的再入運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 311
9.3.2 廣義的再入標(biāo)準(zhǔn)軌道制導(dǎo)原理 312
9.3.3 再入縱向制導(dǎo) 312
9.3.4 再入制導(dǎo)的航程更新 318
9.3.5 再入機(jī)動(dòng)的側(cè)向制導(dǎo) 319
9.4 最優(yōu)再入機(jī)動(dòng)末制導(dǎo)方法 320
9.4.1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程 320
9.4.2 俯沖平面內(nèi)最優(yōu)導(dǎo)引規(guī)律 321
9.4.3 轉(zhuǎn)彎平面內(nèi)最優(yōu)導(dǎo)引規(guī)律 324
9.4.4 速度控制方法 325
9.4.5 導(dǎo)引參數(shù)確定 329
參考文獻(xiàn) 330
附錄標(biāo)準(zhǔn)大氣表 333