目錄
叢書序
前言
第1章 飛行動力學的基礎知識 001
1.1 地球的運動及形狀 002
1.1.1 地球的運動 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 標準大氣 006
1.3 坐標系間的方向余弦陣及矢量導數的關系 011
1.3.1 坐標系之間的方向余弦陣 011
1.3.2 坐標系轉換矩陣的歐拉角表示法 012
1.3.3 坐標系間矢量導數的關系 013
1.4 常用坐標系及其相互轉換 014
1.4.1 常用坐標系 014
1.4.2 各坐標系間轉換關系 016
1.4.3 常用歐拉角的聯系方程 021
1.5 變質量力學基本原理 023
1.5.1 變質量質點的基本方程 024
1.5.2 變質量質點系的運動方程 025
第2章 遠程火箭飛行的力學環(huán)境 030
2.1 附加力、附加力矩及火箭發(fā)動機特性 030
2.1.1 附加力和附加力矩 030
2.1.2 火箭發(fā)動機特性 035
2.2 引力與重力 038
2.2.1 引力 038
2.2.2 重力 044
2.3 空氣動力及氣動力矩 047
2.3.1 空氣動力 047
2.3.2 空氣動力矩 052
2.4 控制系統、控制力和控制力矩 055
2.4.1 火箭狀態(tài)參數的測量 055
2.4.2 姿態(tài)控制系統 058
2.4.3 控制力和控制力矩 060
第3章 空間運動方程的建立 064
3.1 遠程火箭矢量形式的動力學方程 064
3.1.1 質心動力學方程 064
3.1.2 繞質心轉動的動力學方程 064
3.2 地面發(fā)射坐標系中的空間彈道方程 065
3.2.1 地面發(fā)射坐標系中的質心動力學方程 065
3.2.2 繞質心動力學方程在箭體坐標系的分解 070
3.2.3 補充方程 071
3.2.4 空間運動方程 074
3.3 地面發(fā)射坐標系中的空間彈道方程的簡化 076
3.3.1 空間運動方程簡化假設條件 076
3.3.2 空間彈道計算方程 077
3.3.3 彈道參數計算 079
3.4 速度坐標系中的空間彈道方程與簡化 082
3.4.1 速度坐標系中的質心動力學方程 082
3.4.2 速度坐標系中的空間彈道方程 084
3.4.3 簡化的彈道方程 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段終點參數的關系 093
4.2.3 橢圓的幾何參數與主動段終點參數的關系 095
4.2.4 成為人造衛(wèi)星或導彈的條件 096
4.3 射程與主動段終點參數的關系 098
4.3.1 被動段射程的計算 098
4.3.2 自由段射程的計算 101
4.3.3 已知rk、νk求被動段的k.opt及βc.max 102
4.3.4 已知rk、βc求k.opt、νk.min 104
4.4 導彈被動段飛行時間的計算 106
4.4.1 面積速度和周期 107
4.4.2 開普勒方程 107
4.4.3 開普勒方程的近似解算 112
4.4.4 飛行時間Tc與主動段終點參數的關系 113
4.5 誤差系數 117
4.5.1 射程誤差系數 117
4.5.2 側向誤差系數 122
4.5.3 飛行時間誤差系數 125
4.6 相對于旋轉地球的自由段參數 127
4.6.1 物理景象分析 128
4.6.2 運動學方法的計算步驟 128
4.7 考慮地球旋轉的誤差系數 132
4.8 扁形地球下自由飛行段彈道 138
第5章 再入段運動特性分析與彈道設計 140
5.1 再入段運動方程 140
5.1.1 矢量形式的再入段動力學方程 140
5.1.2 地面發(fā)射坐標系中再入段空間運動方程 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 簡化的再入段平面運動方程 149
5.2 零攻角再入彈道特性分析 151
5.2.1 再入段最小負加速度的近似計算 152
5.2.2 熱流的近似計算 155
5.2.3 運動參數的近似計算 159
5.2.4 有空氣阻力作用的被動段彈道特性 163
5.2.5 被動段彈道運動參數的特性分析 165
5.3 有升力再入彈道特性分析 166
5.3.1 問題的提出及技術途徑 166
5.3.2 再入走廊的確定 170
5.3.3 有升力再入時，運動參數的近似計算 172
5.4 再入機動彈道的工程設計 184
第6章 主動段運動特性分析與彈道設計 192
6.1 用于方案論證階段簡化的縱向方程 192
6.2 主動段運動特性分析 193
6.2.1 切向運動特性分析 193
6.2.2 主動段轉彎過程及運動特性分析 195
6.2.3 法向運動特性分析 199
6.3 主動段終點運動參數及全射程估算 199
6.3.1 設計參數 199
6.3.2 主動段終點速度的估算 201
6.3.3 主動段終點位置參數近似計算 205
6.3.4 全射程估算 207
6.3.5 設計參數的選擇 209
6.4 主動段彈道設計的作用及原則 213
6.5 飛行程序設計的工程方法 216
6.5.1 大氣層內飛行程序設計 216
6.5.2 真空段飛行程序的設計 220
6.6 飛行程序優(yōu)化設計方法 232
6.6.1 目標函數 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 隨機方向法的原理 235
6.7 遠程固體火箭的能量管理 235
6.7.1 大氣層內飛行程序設計 236
6.7.2 真空段飛行程序的設計 236
第7章 主動段的攝動制導方法 243
7.1 彈道攝動的基本原理 243
7.1.1 攝動法的基本思想 243
7.1.2 用攝動法研究擾動因素對導彈落點偏差的影響 244
7.1.3 主動段攝動方程的建立 245
7.1.4 彈體結構參數偏差對主動段彈道的影響 247
7.2 攝動制導的基本原理 251
7.2.1 彈頭落點偏差控制原理 251
7.2.2 彈頭落點偏差控制方法 252
7.3 按速度關機的射程控制方案 252
7.3.1 速度關機方程 252
7.3.2 方法誤差分析 254
7.4 按視速度關機的射程控制方案 256
7.4.1 視速度關機方程 256
7.4.2 方法誤差分析 258
7.4.3 帶補償的視速度關機方案 261
7.5 按射程關機的射程控制方案 262
7.5.1 帶補償的視速度關機方法誤差分析 262
7.5.2 射程關機方程 264
7.6 橫向導引與法向導引 265
7.6.1 橫向導引 265
7.6.2 法向導引 268
第8章 主動段的顯式制導方法 269
8.1 顯式制導的基本原理 269
8.1.1 r、r？的確定 269
8.1.2 根據ra、 r？a產生控制信號Uψ 271
8.1.3 βc和β*c的確定 273
8.2 增益速度制導方法 274
8.2.1 增益速度制導的基本原理 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 閉路導引控制信號的確定 279
8.2.5 虛擬目標的確定與需要速度的修正 280
8.3 迭代制導方法 281
8.3.1 迭代制導的基本原理 281
8.3.2 由vk控制到v～k確定實際關機時間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制導方法 292
8.4.1 E制導的基本原理 292
8.4.2 E制導算例分析 294
第9章 再入段的制導方法 297
9.1 再入制導的基本原理 297
9.1.1 標準軌道再入制導方法 297
9.1.2 再入軌道預測制導方法 299
9.1.3 廣義的標準軌道再入制導方法 301
9.2 標準軌道再入制導方法 303
9.2.1 縱向制導 303
9.2.2 側向制導 304
9.2.3 縱平面運動方程的線性化 305
9.2.4 最佳反饋增益系數的求解 309
9.3 廣義的標準軌道再入制導方法 311
9.3.1 簡化的再入運動數學模型 311
9.3.2 廣義的再入標準軌道制導原理 312
9.3.3 再入縱向制導 312
9.3.4 再入制導的航程更新 318
9.3.5 再入機動的側向制導 319
9.4 最優(yōu)再入機動末制導方法 320
9.4.1 相對運動方程 320
9.4.2 俯沖平面內最優(yōu)導引規(guī)律 321
9.4.3 轉彎平面內最優(yōu)導引規(guī)律 324
9.4.4 速度控制方法 325
9.4.5 導引參數確定 329
參考文獻 330
附錄標準大氣表 333