本书系统地阐述航天飞行动力学的基本原理和方法，对涉及对象 (战术导弹、远程火箭、航天器、高超声速飞行器等)和飞行环境(大气层内、大气层外)的动力学问题的相关基本概念和原理，坐标系建立和描述方法，力学环境特性分析方法，动力学特性建模和分析方法，运动特性建模和分析方法，导引飞行的轨道特性分析方法，航天飞行动力学的前沿、统一和一些特殊性问题等进行论述。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2飞行动力学的重要作用及地位 2
1.3航天飞行动力学的前沿问题 3
1.3.1飞行器多柔性体系统动力学建模方法 3
1.3.2弹性飞行力学 4
1.3.3计算飞行力学 7
1.3.4试验设计方法 8
1.3.5飞行轨迹优化设计方法 13
1.3.6飞行轨迹的统一性 14
1.3.7面向任务的圆锥曲线统一拼接法飞行器轨迹设计 15
1.3.8高超声速飞行姿态动力学的非线性问题 18
1.3.9空天飞行器弹道 /轨道/姿态一体化优化设计 20
1.4西北工业大学“航天飞行动力学”课程简介 21
思考题 21
参考文献 22
第2章 战术导弹飞行动力学 23
2.1空气动力 23
2.1.1空气动力的表达式 23
2.1.2 升力 24
2.1.3侧向力 25
2.1.4 阻力 26
2.2空气动力矩 27
2.2.1空气动力矩的表达式 27
2.2.2压力中心和焦点 27
2.2.3俯仰力矩 28
2.2.4偏航力矩 34
2.2.5滚转力矩 34
2.2.6铰链力矩 36
2.3 推力 37
2.4 重力 38
2.5导弹运动的建模基础 39
2.5.1理论基础 39
2.5.2导弹运动建模的简化处理 39
2.6常用坐标系及其变换 40
2.6.1坐标系定义 40
2.6.2坐标系变换 42
2.7导弹运动模型的建立 49
2.7.1动力学方程 49
2.7.2运动学方程 54
2.7.3导弹质量变化方程 55
2.7.4角度几何关系方程 56
2.7.5操纵关系方程 57
2.7.6导弹运动方程组 59
2.8导弹运动方程组的简化与分解 60
2.8.1导弹的纵向运动和侧向运动 61
2.8.2导弹的平面运动 63
2.9导弹的质心运动 64
2.9.1“瞬时平衡”假设 64
2.9.2导弹质心运动方程组 66
2.9.3理想弹道、理论弹道和实际弹道 67
2.10 过载 68
2.10.1机动性与过载的概念 68
2.10.2过载的投影 69
2.10.3过载与导弹运动的关系 70
2.10.4弹道曲率半径与法向过载的关系 72
2.10.5需用过载、极限过载和可用过载 72
2.11方案飞行 73
2.11.1铅垂平面内的方案飞行 74
2.11.2水平面内的方案飞行 78
2.12导引飞行与弹道 80
2.12.1自动瞄准的相对运动方程 81
2.12.2遥控导引的运动学方程组 82
2.12.3导引方法 82
2.12.4导引弹道的求解 85
2.12.5选择导引方法的基本原则 86
2.12.6复合制导 87
2.12.7现代制导规律 87
思考题 88
参考文献 90
第3章 动态特性分析 91
3.1 引言 91
3.1.1小扰动法的概念 92
3.1.2稳定性概念 92
3.1.3操纵性概念 93
3.2导弹运动方程线性化 94
3.2.1线性化方法 94
3.2.2作用力和力矩偏量 97
3.2.3导弹运动方程组线性化 101
3.2.4系数冻结法 106
3.2.5特征弹道和特征点选取原则 106
3.3纵向扰动运动 108
3.3.1纵向扰动运动的数学模型 109
3.3.2纵向扰动运动的动力系数 110
3.3.3纵向扰动运动的状态方程 112
3.3.4纵向自由扰动运动的特征根性质 113
3.3.5纵向短周期扰动运动的分析 120
3.3.6纵向短周期扰动运动的传递函数 123
3.3.7纵向短周期扰动运动的操纵性 129
3.4侧向扰动运动 137
3.4.1 侧向扰动运动的数学模型 138
3.4.2 侧向扰动运动的状态方程 141
3.4.3 侧向扰动运动的模态 143
3.4.4 侧向扰动运动的传递函数 147
3.4.5 轴对称型导弹侧向扰动运动方程组的简化 151
思考题 155
参考文献 155
第4章 远程火箭飞行动力学 156
4.1常用坐标系与变质量力学原理 156
4.1.1常用坐标系及其变换 156
4.1.2 变质量力学原理 164
4.2火箭的力学环境 170
4.2.1 附加力与附加力矩 170
4.2.2 推力 174
4.2.3 引力与重力 175
4.2.4 气动力与气动力矩 179
4.2.5 控制系统的控制力与控制力矩 187
4.3火箭的运动方程 192
4.3.1 矢量形式的动力学方程 192
4.3.2 发射坐标系中的弹道方程 193
4.3.3 发射坐标系中的弹道计算方程 203
4.3.4 速度坐标系中的弹道方程 207
4.4火箭主动段的运动 211
4.4.1 用于方案论证阶段的纵向运动方程 211
4.4.2 主动段运动特性分析 212
4.5火箭载荷自由飞行段的运动 218
4.5.1 自由飞行段的轨道方程 218
4.5.2 轨道方程参数的意义及其确定 221
4.5.3 圆锥截线形状与主动段终点参数的关系 223
4.5.4 椭圆的几何参数与主动段终点参数的关系 224
4.5.5 成为人造卫星或导弹的条件 226
4.6再入段弹道 228
4.6.1 再入段运动方程 228
4.6.2 零攻角再入弹道 234
4.6.3 有升力再入弹道 235
思考题 242
参考文献 243
第5章 航天器飞行动力学 244
5.1航天器轨道运动的动力学模型 244
5.2开普勒轨道特性 245
5.2.1开普勒轨道的三个常量 245
5.2.2航天器沿开普勒轨道运行的特性 249
5.3开普勒轨道六要素 257
5.3.1轨道六要素定义及作用 257
5.3.2已知状态向量求解轨道六要素 258
5.3.3已知轨道六要素求解状态向量 261
5.4航天器轨道摄动 263
5.4.1轨道摄动原因 263
5.4.2轨道摄动方程 268
5.4.3地球非球形引起的轨道摄动 270
5.4.4大气阻力引起的轨道摄动 273
5.4.5几种典型轨道 277
5.5航天器轨道机动 281
5.5.1脉冲推力轨道机动 282
5.5.2连续推力轨道机动 291
5.6航天器姿态运动 294
5.6.1刚体航天器姿态动力学方程 295
5.6.2航天器的姿态描述及运动学方程 296
5.6.3简化的刚体航天器姿态运动方程 298
5.6.4基于四元数的姿态描述 299
5.7航天器姿态稳定与控制 308
5.7.1无外力矩的自由运动及其稳定性 308
5.7.2采用推力器的三轴姿态稳定控制 315
5.7.3采用飞轮装置的三轴姿态稳定控制 321
思考题 325
参考文献 326
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