第1章 飞行器发展之路 1
1.1 航空与航天的基本概念 1
1.1.1 航空 1
1.1.2 航天 2
1.1.3 航空与航天的联系 4
1.2 航空飞行器的过去与现在 4
1.2.1 人类早期的飞行梦 4
1.2.2 人类早期的飞行活动 5
1.2.3 早期的飞机 7
1.2.4 从飞机雏形到现代飞机 9
1.2.5 喷气式飞机的出现 13
1.2.6 直升机的过去和现在 15
1.3 飞行器的分类 17
1.3.1 航空器 17
1.3.2 航天器 21
第2章 进入航天时代 25
2.1 进入卫星时代 25
2.2 现代航天之父 31
2.3 航天早期试图探索的问题 39
2.4 第一批航天员 42
2.5 第一个进入太空的航天员 46
2.6 进入太空的第一个美国航天员 51
第3章 飞行环境 55
3.1 大气环境 55
3.1.1 地球大气层的概念 55
3.1.2 地球大气组成 55
3.1.3 大气压力的变化 56
3.1.4 大气的垂直结构 56
3.1.5 大气密度的变化 58
3.2 空间环境 58
3.2.1 引力场和微重力 59
3.2.2 真空 60
3.2.3 电离层 60
3.2.4 磁场与磁层 61
3.2.5 高能粒子辐射环境 62
3.2.6 微流星体和空间碎片 64
3.2.7 行星际空间环境 65
第4章 飞机飞行原理 66
4.1 气体流动规律 66
4.1.1 相对运动原理 66
4.1.2 连续性方程 67
4.1.3 伯努利定理 68
4.1.4 气流的高、低速流动特性 69
4.2 飞机飞行中的空气动力 71
4.2.1 平板上的升力和阻力 72
4.2.2 机翼升力及增升措施 74
4.2.3 飞机所受阻力及减阻方法 77
4.3 飞机高速飞行特性 81
4.3.1 激波及其阻力 81
4.3.2 局部激波 86
4.3.3 超声速飞机外形及其特点 88
4.3.4 超声速飞机和低速、亚声速飞机的外形差异 98
4.3.5 超声速飞行的“声爆”与“热障”现象 98
第5章 飞机的性能和稳定性 101
5.1 飞机飞行性能和可操纵性 101
5.1.1 飞机飞行性能 101
5.1.2 飞机机动性 104
5.1.3 飞机操纵特性 106
5.2 飞机的稳定性 108
第6章 直升机飞行原理 113
6.1 直升机旋翼工作原理 113
6.2 直升机的布局形式 114
6.2.1 单旋翼直升机 114
6.2.2 共轴式双旋翼直升机 114
6.2.3 纵列式双旋翼直升机 114
6.2.4 横列式双旋翼直升机 115
6.2.5 带翼式直升机 116
6.2.6 倾转旋翼机 116
6.3 直升机飞行性能 116
6.3.1 垂直飞行性能 116
6.3.2 前飞性能 116
6.4 直升机操纵机构及操稳特性 117
6.4.1 直升机的操纵机构 117
6.4.2 直升机的操稳特性 119
第7章 飞行器导航原理 121
7.1 早期导航方式 121
7.2 无线电导航 122
7.2.1 测向系统 122
7.2.2 测距无线电导航系统（DME） 123
7.2.3 测距差系统 124
7.3 多普勒导航系统 125
7.4 惯性导航系统 126
7.4.1 平台式惯性导航系统 126
7.4.2 捷联式惯性导航系统 127
7.5 卫星导航 128
7.5.1 导航卫星 128
7.5.2 地面站 129
7.5.3 用户设备 129
7.5.4 GPS导航原理 129
7.6 地形辅助／视觉导航系统 129
7.6.1 地形匹配导航 130
7.6.2 景象匹配导航 130
7.7 天文导航 131
7.7.1 早期的天文导航方法 131
7.7.2 现代天文导航原理 132
7.8 组合导航系统 133
第8章 航天器飞行原理 135
8.1 太空飞行与大气层内飞行的区别 135
8.2 轨道基础 135
8.2.1 航天器轨道速度 135
8.2.2 卫星轨道周期 137
8.2.3 轨道平面倾角 138
8.3 椭圆轨道 139
8.4 卫星的圆轨道和椭圆轨道的数学模型 140
8.4.1 卫星的圆轨道 140
8.4.2 椭圆轨道 141
第9章 火箭与导弹 143
9.1 火箭与导弹的区别 143
9.2 火箭的组成及各部分的功能 144
9.2.1 有效载荷 144
9.2.2 箭体结构 144
9.2.3 推进系统 146
9.2.4 控制系统 146
9.2.5 初始对准系统 147
9.2.6 安全系统 148
9.2.7 遥测系统 149
9.2.8 外弹道测量系统 149
9.3 导弹的分类 150
9.4 导弹的组成及功用 150
9.4.1 推进系统 150
9.4.2 制导系统 159
9.4.3 战斗部 173
9.4.4 弹体 181
9.4.5 弹上电源 183
第10章 航天器任务规划 184
10.1 空间几何学的限制 184
10.1.1 卫星相对地球的表面的运动 184
10.1.2 卫星的仰角 186
10.1.3 地面覆盖区域（可见区域） 188
10.1.4 通信卫星信号传输时间 190
10.2 一般轨道 190
10.2.1 低轨道 190
10.2.2 中高度圆形地球轨道 191
10.2.3 Molniya轨道 192
10.2.4 Tundra轨道／冻土带轨道 192
10.2.5 地球同步轨道 192
10.2.6 太阳同步轨道 193
10.2.7 拉格朗日点 194
10.3 卫星仰角与地面覆盖范围的关系 195
10.3.1 卫星仰角 195
10.3.2 卫星的覆盖区 196
10.4 太空机动 197
10.4.1 在同一轨道面内的机动 198
10.4.2 改变轨道形状 198
10.4.3 改变圆形轨道的高度 199
10.4.4 改变轨道周期 200
10.4.5 在同一轨道面内改变卫星的相对位置 200
10.4.6 改变轨道面的机动 201
10.4.7 改变轨道倾角的机动 202
10.4.8 匀速旋转轨道面 203
10.4.9 卫星脱离轨道的机动 204
10.4.10 再入加热效应 206
10.4.11 轨道保持 206
10.5 太空机动技术细节 207
10.5.1 改变轨道形状的机动 207
10.5.2 圆形轨道之间的机动 208
10.5.3 改变卫星的轨道周期 209
10.5.4 改变轨道上升角 209
10.5.5 保持轨道上升角转动轨道面 209
10.5.6 基本的旋转 209
10.5.7 脱轨机动 210
10.5.8 轨道保持 210
第11章 航天飞机 211
11.1 美国航天飞机简介 211
11.2 什么是航天飞机？ 215
11.3 航天飞机组成 217
11.4 在太空飞行的航天飞机 219
11.5 在太空中生活 220
11.6 外挂燃料箱 221
11.7 固体火箭推进器 222
11.8 装配与运输过程 224
11.9 倒计时起飞 226
11.10 航天飞机的用途 227
11.11 航天飞机上的机器臂 228
11.12 航天飞机飞行过程 230
11.13 航天飞机与载人飞船的不同 236
第12章 新概念航天器 239
12.1 小卫星及其编队飞行 239
12.1.1 现代小卫星的分类及发展模式 239
12.1.2 现代小卫星发展的若干问题分析 240
12.1.3 星群飞行的技术特征与模式 242
12.1.4 未来展望 244
12.2 捕获小行星的航天器 244
12.2.1 项目背景概述 244
12.2.2 捕获小行星的任务规划 245
12.2.3 目标小行星 246
12.2.4 航天器总体设计方案 247
12.2.5 小结 248
12.3 模块化分离卫星 249
12.3.1 模块化分离卫星的产生和目的 249
12.3.2 模块化分离卫星的研制计划和技术特征分析 250
12.4 未来NASA的群卫星系统分析与展望 252
12.4.1 群智能技术 252
12.4.2 群卫星系统 253
12.4.3 ANTS系统的载荷配置及体系结构 255
12.4.4 小结 256
参考文献 257