远程火箭与卫星轨道力学基础PDF电子书下载

绪论 1

第1章 常用坐标系与变质量力学原理 4

1.1 常用坐标系及其变换 4

1.1.1 常用坐标系 4

1.1.2 坐标系间转换 5

1.1.3 一些欧拉角的联系方程 11

1.2 坐标系间矢量导数的关系 13

1.3 变质量力学原理 14

1.3.1 变质量质点运动的力学原理 14

1.3.2 变质量质点系运动的力学原理 16

第2章 火箭飞行的力学环境 20

2.1 附加力与附加力矩 20

2.1.1 附加相对力 20

2.1.3 附加哥氏力矩 22

2.1.2 附加哥氏力 22

2.1.4 附加相对力矩 23

2.2 推力 24

2.3 引力与重力 26

2.3.1 地球的运动 26

2.3.2 地球的形状 28

2.3.3 地球的引力 29

2.3.4 重力 35

2.4 气动力与气动力矩 38

2.4.1 气动力 38

2.4.2 气动力矩 42

2.5 控制系统的控制力和控制力矩 45

2.5.1 火箭姿态控制系统 45

2.5.2 控制力和控制力矩 47

3.1.1 质心动力学方程 51

3.1.2 绕质心转动的动力学方程 51

3.1 矢量形式的动力学方程 51

第3章 火箭的运动方程 51

3.2 地面发射坐标系中的弹道方程 52

3.2.1 地面发射坐标系中的质心动力学方程 52

3.2.2 箭体坐标系中的绕质心转动动力学方程 56

3.2.3 补充方程 57

3.3 地面发射坐标系中的弹道计算方程 61

3.4 速度坐标系中的弹道方程 63

3.4.1 速度坐标系中的质心动力学方程 63

3.4.2 速度坐标系中的弹道方程 65

3.4.3 弹道方程简化成纵向运动方程和侧向运动方程 65

第4章 火箭载荷自由飞行段的运动 68

4.1 自由飞行段的轨道方程 68

4.2 轨道方程参数的意义及其确定 70

4.3 圆锥截线形状与主动段终点参数的关系 72

4.4 椭圆的几何参数与主动段终点参数的关系 73

4.5 成为人造卫星或导弹的条件 75

4.6 射程与主动段终点参数的关系 76

4.6.1 被动段射程的计算 77

4.6.2 自由段射程的计算 78

4.6.3 由特定的自由段起点参数求被动段的最大射程 80

第5章 卫星轨道基本理论 83

5.1 二体轨道 83

5.2 卫星轨道要素 84

5.3 卫星位置和速度公式 89

5.4 卫星轨道定轨公式 92

第6章 卫星轨道摄动理论 94

6.1 卫星轨道摄动因素 94

6.2 卫星轨道摄动方程 94

6.2.1 卫星轨道摄动基本方程 94

6.2.2 卫星的球坐标运动方程 95

6.2.3 卫星轨道要素的摄动方程 96

6.3 地球形状摄动 103

6.3.1 地球引力场的位函数 103

6.3.2 近地轨道的地球形状摄动 104

6.3.3 静止轨道的地球的形状摄动 106

6.4 日月引力摄动 112

6.4.1 日月天文常数 112

6.4.2 日月摄动引力 113

6.4.3 轨道平面内摄动 116

6.4.4 轨道倾角摄动 117

6.5 太阳光压摄动 120

6.6 大气摄动 123

第7章 星-地空间几何 125

7.1 星下点轨迹 125

7.2 可见覆盖区 125

7.3 通信波束服务区 127

7.4 遥感图像几何定位 128

7.5 发射窗口 129

7.5.1 发射三要素 130

7.5.2 阳光窗口 131

7.5.3 平面窗口 133

第8章 常用卫星轨道 136

8.1 太阳同步轨道 136

8.2 临界和冻结轨道 137

8.3 回归轨道 138

8.4 静止轨道 141

8.5 星座轨道 146

8.5.1 全球连续覆盖卫星群 146

8.5.2 地球同步卫星群 148

第9章 卫星轨道的调整与转移 152

9.1 概述 152

9.1.1 航天器的轨道机动 152

9.1.2 轨道机动所需的推进剂消耗 152

9.2 轨道保持和轨道校正 153

9.2.1 校正脉冲与轨道要素变化 153

9.2.2 对大气摄动的补偿（圆轨道的情况） 156

9.2.3 对大气摄动的补偿（椭圆轨道的情况） 158

9.2.4 地球静止卫星的位置修正 160

9.2.5 多个轨道要素的修正 160

9.3 轨道转移 161

9.3.1 轨道转移 161

9.3.2 共面圆轨道之间的转移 162

9.3.3 共面椭圆轨道之间的转移 167

9.3.4 非共面轨道转移 169

9.4 航天器的近距离相对运动 172

9.4.1 在惯性坐标系中的相对运动方程 172

9.4.2 在轨道坐标系中的相对运动方程 173

9.4.3 在视线坐标系中的二维相对运动方程 174

9.4.4 航天器轨道运动的模态 176

9.5 航天器相对运动的转移矩阵 177

9.5.1 相对运动状态转移方程 177

9.5.2 状态转移方程在双脉冲轨道转移中的应用 179

9.5.3 状态转移方程在多脉冲轨道交会中的应用 180

第10章 再入段弹道 181

10.1 再入段运动方程 181

10.1.1 矢量形式的再入段动力学方程 181

10.1.2 地面发射坐标系中再入段空间运动方程 182

10.1.3 以总攻角、总升力表示的再入段空间弹道方程 184

10.1.4 简化的再入段平面运动方程 189

10.2 零攻角再入时运动参数的近似计算 190

10.2.1 再入段最小负加速度的近似计算 191

10.2.2 热流的近似计算 193

10.2.3 运动参数的近似计算 196

10.3 有升力再入弹道 199

10.3.1 问题的提出及技术途径 199

10.3.2 再入走廊的确定 203

附录A 雷诺迁移定理 206

附录B 球面三角学 209

参考文献 213