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第一章 概论 1

1.1 航天器进入、下降与着陆技术概述 2

1.2 航天器的进入、下降与着陆过程 5

1.2.1 制动段 5

1.2.2 进入轨道过渡段 8

1.2.3 进入段 10

1.2.4 下降段 12

1.2.5 着陆段 14

1.3 航天器进入方式 16

1.3.1 弹道式进入方式 16

1.3.2 半弹道式进入方式 17

1.3.3 升力式进入方式 18

1.4 航天器进入、下降与着陆技术的发展 19

1.4.1 国外航天器进入、下降与着陆技术的发展 19

1.4.2 国内航天器进入减速着陆技术的发展 24

参考文献 26

第二章 航天器进入轨道设计 27

2.1 概述 28

2.1.1 航天器进入轨道分类 28

2.1.2 航天器进入走廊 30

2.2 航天器进入轨道的近似理论与初步设计 32

2.2.1 进入轨道的基本运动方程 32

2.2.2 进入行星大气的统一理论 38

2.3 弹道式进入轨道设计 47

2.3.1 不控制升力的弹道式进入轨道设计方法 47

2.3.2 不控制升力的弹道式进入轨道设计理论 53

2.3.3 无升力弹道式进入轨道设计 73

2.4 半弹道式进入轨道设计 75

2.4.1 半弹道式进入轨道设计方法 75

2.4.2 半弹道式进入轨道设计理论 80

2.4.3 以配平攻角飞行的运动 87

2.4.4 以第二宇宙速度进入大气层的半弹道式进入轨道设计实例 92

2.4.5 有风情况下载人飞船返回轨道的计算方法 96

2.5 航天器下降段轨道设计 120

2.5.1 坐标系及符号的定义 120

2.5.2 航天器回收轨道计算的数学模型 123

2.5.3 参数和初值选取 126

2.5.4 载人飞船10km高度瞄准点风修正和理论着陆点修正技术 127

参考文献 130

第三章 进入式航天器气动设计 131

3.1 概述 132

3.2 进入式航天器气动布局设计 135

3.2.1 进入器对气动性能的基本要求 136

3.2.2 半硬壳式进入器布局 136

3.2.3 充气式进入器布局 146

3.3 进入式航天器气动力设计与分析 148

3.3.1 工程计算方法 148

3.3.2 数值计算方法 151

3.3.3 地面试验 155

3.4 进入式航天器气动热设计与分析 157

3.4.1 工程计算方法 157

3.4.2 数值计算方法 167

3.4.3 地面试验方法 174

3.5 进入式航天器气动稳定性设计与分析 177

3.5.1 数值模拟方法 179

3.5.2 振动试验 186

3.5.3 自由飞试验 188

3.5.4 大钝头进入器增稳设计 190

3.6 进入式航天器特殊气动问题分析 193

3.6.1 姿控发动机喷流干扰 193

3.6.2 脉动压力 197

3.6.3 通信中断 201

3.7 进入式航天器飞行后气动辨识与评估 207

3.7.1 弹道重建 207

3.7.2 气动力参数辨识 211

3.7.3 飞行参数辨识 215

3.7.4 气动热参数辨识 220

3.7.5 不确定度分析 223

参考文献 225

第四章 进入式航天器防热设计 227

4.1 概述 228

4.2 防热系统的设计 230

4.2.1 设计中的重点问题 231

4.2.2 一般设计过程 234

4.2.3 整体防热设计 236

4.2.4 局部防热设计 242

4.3 防热材料及应用 255

4.3.1 防热材料的工程化研究与分类 255

4.3.2 非烧蚀防热材料的特点与应用 258

4.3.3 烧蚀型防热材料的特点与应用 263

4.4 防热机理与分析 267

4.4.1 防热机理与分析的基本内容 267

4.4.2 非烧蚀防热机理与分析 268

4.4.3 烧蚀防热机理与分析 278

4.5 防热试验设计与实施 291

4.5.1 防热试验的主要类型 291

4.5.2 烧蚀试验的范畴 293

4.5.3 烧蚀试验的设计 295

4.5.4 烧蚀试验的实施 300

参考文献 304

第五章 进入式航天器的制导、导航与控制设计 306

5.1 概述 307

5.1.1 制导、导航和控制的主要任务 308

5.1.2 制导、导航和控制设计的影响因素 309

5.1.3 制导、导航和控制设计的要求 309

5.1.4 制导、导航和控制坐标系与时间系统 310

5.2 进入导航技术 316

5.2.1 导航原理 317

5.2.2 惯性导航系统 322

5.2.3 惯性器件 328

5.3 进入制导技术 340

5.3.1 标称轨迹制导法 342

5.3.2 预测-校正制导法 344

5.3.3 混合制导法 353

5.4 进入控制技术 355

5.4.1 弹道-升力式航天器进入控制方法 355

5.4.2 升力式航天器进入控制方法 361

5.5 进入制导、导航与控制系统设计与验证 366

5.5.1 半弹道式进入航天器系统设计实例 366

5.5.2 升力式进入航天器系统设计实例 374

5.5.3 进入航天器六自由度运动模型 377

5.5.4 典型仿真系统 381

参考文献 383

第六章 航天器减速着陆技术 385

6.1 概述 386

6.2 航天器减速着陆系统的特点 390

6.3 航天器减速着陆系统的组成 394

6.3.1 降落伞减速装置 394

6.3.2 着陆缓冲装置 395

6.3.3 执行机构 396

6.3.4 控制装置 396

6.3.5 结构装置 397

6.3.6 标位装置 397

6.3.7 漂浮装置 398

6.3.8 扶正装置 398

6.4 航天器减速着陆系统设计 400

6.4.1 系统设计需求分析 400

6.4.2 降落伞减速方案设计 404

6.4.3 着陆缓冲方案的设计 407

6.4.4 开伞方案的设计 412

6.4.5 降落伞连接与分离方案设计 419

6.4.6 控制方案的设计 422

6.5 降落伞装置技术 426

6.5.1 降落伞的组成 426

6.5.2 常用降落伞的伞型及结构 427

6.5.3 降落伞开伞过程的设计 436

6.5.4 最大开伞力的计算方法 440

6.5.5 降落伞收口控制技术 444

6.6 火工装置技术 446

6.6.1 火工装置的功能 446

6.6.2 火工装置的分类 450

6.6.3 火工装置的设计要求 452

6.6.4 火工装置设计 456

6.6.5 航天器减速着陆系统中的典型火工装置及其应用 467

6.7 着陆缓冲技术 478

6.7.1 着陆反推发动机缓冲技术 479

6.7.2 气囊缓冲技术 483

6.7.3 机械式缓冲技术 487

参考文献 497

索引 498