航天发射飞行力学

《航天发射飞行力学》以航天发射弹道设计、弹道计算和运动规律分析为应用背景，从概念内涵、基础理论、多场耦合力学环境、弹道方程、弹道设计与计算、弹道规划、动态特性分析等方面系统阐述了航天发射弹道学和航天运载器动态特性等问题。
　　《航天发射飞行力学》主要内容包括：绪论；基础知识；变质量运动体的附加力与附加力矩；航天发射飞行的力学环境；弹道方程；发射弹道设计；弹道计算；满足入轨要求的发射弹道规划：扰动运动方程；动态特性分析。
　　《航天发射飞行力学》可作为航天发射专业的本科生教材，也可作为航天运载器总体设计、飞行动力学与控制、弹道与制导等专业的研究生及从事航天发射工作的设计、试验等科研工作者的参考书。

航天发射飞行力学是研究航天运载器总体性能、运动规律及其伴随现象的科学，是航天发射运载装备需求论证、总体设计、飞行试验、演示验证、演训演练和综合应用研究的理论基础。以飞行力学为基础的航天运载器发射弹道设计、弹道计算、性能分析与评估、飞行现象解读和动态特性分析预测等能力是航天发射任务执行人员的重要能力构成，也是从事航天发射测试控制、航天器测量控制的工程技术人员和航天发射指挥人员必须掌握的专业基础知识。中国人民解放军战略支援部队航天工程大学承担航天发射、航天测控、空间信息支援等方向的本科生、研究生培养教育工作，学校成立后十分重视飞行力学、弹道学、姿态动力学、制导控制等专业学科的发展，以及航天发射专业方向的课程体系建设和教材建设，本书就是在该背景下立项的。为了紧贴教学大纲和人才培养方案的需求，本书重点围绕弹道方程建立、弹道设计、弹道计算和弹道应用等，从飞行力学基础理论、多场耦合力学环境、弹道方程、弹道设计与计算、动态特性分析等方面系统阐述了航天发射弹道学和发射飞行运动规律。本书注重理论性和应用性的统一，权衡了理论深度、专业抽象性和知识应用直观性等问题，广泛参考了飞行力学专业领域的多部著作，融合了作者近年来学习研究中对动力学与运动学、弹道学、姿态动力学等飞行力学问题的理解。
　　本书共分10章。第1章阐述航天发射飞行力学的概念与内容、研究方法和学习目的；第2章介绍坐标系统、动力学基本定理和变质量物体的动力学基本方程；第3章介绍雷诺输运公式、轴对称结构变质量运动体的附加力与附加力矩：第4章介绍地球引力、空气动力、空气动力矩、发动机推力、控制力与控制力矩等：第5章介绍发射弹道与弹道方程构成、质心／绕质心动力学与运动学方程、弹道解算辅助方程、六自由度弹道计算方程和空间弹道简化计算方程：第6章介绍有控飞行与方案弹道、方案弹道基本设计方法、主动段发射弹道设计和多级运载器主动段程序角设计；第7章介绍解析解与数值解、动力学与运动学微分方程解析计算和数值计算、地面发射惯性坐标系内弹道积分计算和标准弹道与偏差弹道；第8章介绍航天器二体运动、利用发射弹道数据解算入轨点参数、基于任务的轨道参数提取和满足入轨要求的弹道规划：第9章介绍扰动运动过程、运动微分方程线性化、动力学与运动学方程线性化和纵向／侧向扰动运动方程组；第10章介绍运动稳定性、运动稳定性求解方法、纵向运动稳定性分析和动态操纵性分析。

第1章 绪论
1．1 航天发射飞行力学的概念与内容
1．1．1 航天发射飞行力学的概念
1．1．2 航天发射弹道学
1．1．3 发射飞行动态特性
1．2 研究方法与学习目的
1．2．1 研究方法
1．2．2 学习飞行力学的目的
习题

第2章 基础知识
2．1 常用坐标系与坐标转换矩阵
2．1．1 常用坐标系
2．1．2 坐标系的转换矩阵
2．1．3 常用坐标系之间的坐标系转换矩阵
2．1．4 矢量在坐标系内分量的计算
2．2 动力学基本概念与基本定理
2．2．1 动力学基本概念
2．2．2 动力学的基本定理
2．3 变质量物体的动力学基本方程
2．3．1 变质量质点的动力学方程
2．3．2 变质量质点系内任一质点的动力学方程
2．3．3 变质量物体的质心动力学方程
2．3．4 变质量物体的绕质心动力学方程
习题

第3章 变质量运动体的附加力与附加力矩
3．1 航天发射的变质量动态过程
3．1．1 变质量飞行过程
3．1．2 发射飞行过程的力学描述
3．2 雷诺输运公式
3．2．1 雷诺输运定理
3．2．2 适用于流动变质量过程的雷诺输运公式
3．3 轴对称结构变质量运动体的附加力
3．3．1 附加相对力
3．3．2 附加科氏力
3．4 轴对称结构变质量运动体的附加力矩
3．4．1 附加相对力矩
3．4．2 附加科氏力矩
习题

第4章 航天发射飞行的力学环境
4．1 地球引力加速度
4．1．1 地球的运动
4．1．2 地球的质量与形状
4．1．3 地球引力场势函数
4．1．4 地球引力加速度及其分量
4．2 空气动力与空气动力矩
4．2．1 地球的大气
4．2．2 地球标准大气的参数
4．2．3 空气动力的计算
4．2．4 空气动力矩的计算
4．3 发动机推力的计算
4．3．1 火箭发动机推力的组成与计算
4．3．2 推进剂的比推力
4．4 控制力与控制力矩的计算
4．4．1 燃气舵产生的控制力与控制力矩
4．4．2 摇摆发动机产生的控制力与控制力矩
习题
……

第5章 弹道方程
第6章 发射弹道设计
第7章 弹道计算
第8章 满足入轨要求的发射弹道规划
第9章 扰动运动方程
第10章 动态特性分析