远程火箭飞行动力学与制导PDF电子书下载

第1章 飞行动力学的基础知识 1

1.1地球的运动及形状 2

1.1.1地球的运动 2

1.1.2地球的形状 4

1.2地球大气 5

1.2.1地球大气分层 5

1.2.2标准大气 7

1.3坐标系间的方向余弦阵及矢量导数的关系 12

1.3.1坐标系之间的方向余弦阵 12

1.3.2坐标系转换矩阵的欧拉角表示法 13

1.3.3坐标系间矢量导数的关系 14

1.4常用坐标系及其相互转换 15

1.4.1常用坐标系 15

1.4.2各坐标系间转换关系 17

1.4.3常用欧拉角的联系方程 23

1.5变质量力学基本原理 25

1.5.1变质量质点的基本方程 26

1.5.2变质量质点系的运动方程 27

第2章 远程火箭飞行的力学环境 32

2.1附加力、附加力矩及火箭发动机特性 32

2.1.1附加力和附加力矩 32

2.1.2火箭发动机特性 37

2.2引力与重力 40

2.2.1引力 40

2.2.2重力 45

2.3空气动力及气动力矩 48

2.3.1空气动力 48

2.3.2空气动力矩 53

2.4控制系统、控制力和控制力矩 56

2.4.1火箭状态参数的测量 57

2.4.2姿态控制系统 60

2.4.3控制力和控制力矩 61

第3章 空间运动方程的建立 66

3.1远程火箭矢量形式的动力学方程 66

3.1.1质心动力学方程 66

3.1.2绕质心转动的动力学方程 66

3.2地面发射坐标系中的空间弹道方程 67

3.2.1地面发射坐标系中的质心动力学方程 67

3.2.2绕质心动力学方程在箭体坐标系的分解 72

3.2.3补充方程 74

3.2.4空间运动方程 76

3.3地面发射坐标系中的空间弹道方程的简化 78

3.3.1空间运动方程简化假设条件 78

3.3.2空间弹道计算方程 79

3.3.3弹道参数计算 81

3.4速度坐标系中的空间弹道方程与简化 85

3.4.1速度坐标系中的质心动力学方程 85

3.4.2速度坐标系中的空间弹道方程 86

3.4.3简化的弹道方程 88

第4章 自由飞行段弹道特性分析 90

4.1自由飞行段的弹道方程 90

4.2弹道方程的分析 92

4.2.1 e，P的意义及其确定 92

4.2.2圆锥截线形状与主动段终点参数的关系 95

4.2.3椭圆的几何参数与主动段终点参数的关系 96

4.2.4成为人造卫星或导弹的条件 98

4.3射程与主动段终点参数的关系 100

4.3.1被动段射程的计算 101

4.3.2自由段射程的计算 103

4.3.3已知rk，vk求被动段的？ k.opt及βc.max 104

4.3.4已知rkβc求Θk.pt.vk.m 107

4.4导弹被动段飞行时间的计算 109

4.4.1面积速度和周期 109

4.4.2开普勒方程 110

4.4.3开普勒方程的近似解算 115

4.4.4飞行时间Tc与主动段终点参数的关系 116

4.5误差系数 120

4.5.1射程误差系数 121

4.5.2侧向误差系数 127

4.5.3飞行时间误差系数 129

4.6相对于旋转地球的自由段参数 132

4.6.1物理景象分析 132

4.6.2运动学方法的计算步骤 133

4.7考虑地球旋转的误差系数 137

4.8扁形地球下自由飞行段弹道 144

第5章 再入段运动特性分析与弹道设计 146

5.1再入段运动方程 146

5.1.1矢量形式的再入段动力学方程 146

5.1.2地面发射坐标系中再入段空间运动方程 147

5.1.3以总攻角、总升力表示的再入段空间弹道方程 149

5.1.4简化的再入段平面运动方程 156

5.2零攻角再入弹道特性分析 159

5.2.1再入段最小负加速度的近似计算 160

5.2.2热流的近似计算 162

5.2.3运动参数的近似计算 166

5.2.4有空气阻力作用的被动段弹道特性 170

5.2.5被动段弹道运动参数的特性分析 173

5.3有升力再入弹道特性分析 174

5.3.1问题的提出及技术途径 174

5.3.2再入走廊的确定 179

5.3.3有升力再入时，运动参数的近似计算 182

5.4再入机动弹道的工程设计 193

第6章 主动段运动特性分析与弹道设计 201

6.1用于方案论证阶段简化的纵向方程 201

6.2主动段运动特性分析 202

6.2.1切向运动特性分析 202

6.2.2主动段转弯过程及运动特性分析 204

6.2.3法向运动特性分析 208

6.3主动段终点运动参数及全射程估算 209

6.3.1设计参数 209

6.3.2主动段终点速度的估算 211

6.3.3主动段终点位置参数近似计算 215

6.3.4全射程估算 217

6.3.5设计参数的选择 220

6.4主动段弹道设计的作用及原则 223

6.5飞行程序设计的工程方法 226

6.5.1大气层内飞行程序设计 226

6.5.2真空段飞行程序的设计 231

6.6飞行程序优化设计方法 244

6.6.1目标函数 245

6.6.2优化自变量的选取 245

6.6.3约束条件的处理 246

6.6.4随机方向法的原理 247

6.7远程固体火箭的能量管理 247

6.7.1大气层内飞行程序设计 248

6.7.2真空段飞行程序的设计 249

第7章 主动段的摄动制导方法 255

7.1弹道摄动的基本原理 255

7.1.1摄动法的基本思想 255

7.1.2用摄动法研究扰动因素对导弹落点偏差的影响 256

7.1.3主动段摄动方程的建立 257

7.1.4弹体结构参数偏差对主动段弹道的影响 259

7.2摄动制导的基本原理 263

7.2.1弹头落点偏差控制原理 263

7.2.2弹头落点偏差控制方法 264

7.3按速度关机的射程控制方案 265

7.3.1速度关机方程 265

7.3.2方法误差分析 266

7.4按视速度关机的射程控制方案 268

7.4.1视速度关机方程 268

7.4.2方法误差分析 271

7.4.3带补偿的视速度关机方法 273

7.5按射程关机的射程控制方案 274

7.5.1带补偿的视速度关机方法误差分析 274

7.5.2射程关机方程 276

7.6横向导引与法向导引 277

7.6.1横向导引 277

7.6.2法向导引 280

第8章 主动段的显式制导方法 281

8.1显式制导的基本原理 281

8.1.1 r、r的确定 281

8.1.2根据ra、ra产生控制信号U？ 283

8.1.3 βc和βc的确定 285

8.2增益速度制导方法 286

8.2.1增益速度制导的基本原理 286

8.2.2需要速度的概念 287

8.2.3需要速度的确定 288

8.2.4闭路导引控制信号的确定 293

8.2.5虚拟目标的确定与需要速度的修正 293

8.3迭代制导方法 295

8.3.1迭代制导的基本原理 295

8.3.2由vk控制到～vk确定实际关机时间tk 296

8.3.3由rk、vrk控制到～rk、～vrk确定控制规律？（t） 301

8.4 E制导方法 306

8.4.1 E制导的基本原理 306

8.4.2 E制导算例分析 308

第9章 再入段的制导方法 311

9.1再入制导的基本原理 311

9.1.1标准轨道再入制导方法 311

9.1.2再入轨道预测制导方法 313

9.1.3广义的标准轨道再入制导方法 315

9.2标准轨道再入制导方法 318

9.2.1纵向制导 318

9.2.2侧向制导 319

9.2.3纵平面运动方程的线性化 320

9.2.4最佳反馈增益系数的求解 324

9.3广义的标准轨道再入制导方法 326

9.3.1简化的再入运动数学模型 326

9.3.2广义的再入标准轨道制导原理 327

9.3.3再入纵向制导 327

9.3.4再入制导的航程更新 333

9.3.5再入机动的侧向制导 334

9.4最优再入机动末制导方法 335

9.4.1相对运动方程 335

9.4.2俯冲平面内最优导引规律 336

9.4.3转弯平面内最优导引规律 339

9.4.4速度控制方法 340

9.4.5导引参数确定 344

参考文献 345