航天分析动力学 [Analytical Dynamics of Aerospace Systems] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁立孚，宋海燕，李海波 著

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• 航天动力学
• 分析动力学
• 轨道力学
• 飞行器动力学
• 天体力学
• 控制理论
• 数学物理
• 工程力学
• 航天工程
• 经典力学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030482877

版次：1

商品编码：11982574

包装：精装

外文名称：Analytical Dynamics of Aerospace Systems

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：398

字数：502000

正文语种：中文

内容简介

　　航天动力学是耦合动力学，涉及流固耦合及大型柔性结构等复杂问题。《航天分析动力学》第1～5章分别研究刚-弹耦合动力学的Hamilton原理及其应用、非线性刚-弹耦合动力学的Harrulton原理及其应用、非保守刚-弹耦合动力学的拟Hamilton原理及其应用、刚-热-弹耦合动力学的功能型和功率型拟变分原理及其应用、刚-弹-液耦合动力学的功能型拟变分原理和功率型变分原理及其应用。第6章将Lagrange方程应用于线性、非线性和非保守刚-弹耦合动力学。
　　《航天分析动力学》不仅可作为航天及相关专业教师、研究生和高年级本科生的参考书，同时也可作为从事航天器设计和航天动力学研究的科技工作者的参考书。

内页插图

目录

序言
绪论
参考文献

第1章 刚-弹耦合动力学的Hamilton原理及其应用
1．1 刚-弹耦合动力学的Hamilton原理
1．2 刚-弹耦合动力学Hamilton原理的驻值条件
1．2．1 驻值条件（1）
1．2．2 驻值条件（2）
1．3 应用举例1
1．3．1 简化的拦截器（或者其他有翼飞行器）的机动飞行
1．3．2 简化的拦截器的横向振动方程
1．3．3 关于自由梁的横向振动方程的解的探讨
1．3．4 简化自由梁的横向振动方程的解的设想
1．3．5 应用举例1的启示
1．4 应用举例2
1．4．1 合理应用计算技巧
1．4．2 退化到刚体动力学的情况
1．4．3 基点与刚体质心不重合的情况
1．4．4 刚-弹耦合航天器
1．4．5 说明
1．5 刚-弹耦合动力学向刚体动力学和弹性动力学的退化
1．5．1 一类退化方式
1．5．2 另一类退化方式
参考文献

第2章 非线性刚-弹耦合动力学
2．1 非线性弹性动力学
2．1．1 非线性弹性动力学的Hamilton原理
2．1．2 应用举例1：VonKarman薄板理论问题的Hamilton原理
2．1．3 应用举例2：Saint-Venant原理的应用问题
2．1．4 几何非线性和物理非线性
2．2 刚体动力学的Hamilton原理
2．2．1 刚体动力学的Hamilton原理及其驻值条件
2．2．2 刚体动力学的非线性特性
2．3 非线性刚-弹耦合动力学的Hamilton原理
2．3．1 刚-弹耦合动力学的Hamilton原理
2．3．2 两类变量的刚-弹耦合动力学的Hamilton原理
2．3．3 惯性耦合效应
2．4 算例
2．4．1 一个动力刚化问题的典型实例
2．4．2 梁的微分元素的动力刚化问题
2．4．3 航天动力学中的动力刚化问题（1）
2．4．4 航天动力学中的动力刚化问题（2）
2．5 刚体动力学和弹性动力学向刚-弹耦合动力学的发展
2．5．1 刚体动力学和弹性动力学向刚-弹耦合动力学的发展（1）
2．5．2 刚体动力学和弹性动力学向刚-弹耦合动力学的发展（2）
参考文献

第3章 非保守刚-弹耦合动力学及其应用
3．1 导言
3．2 非保守系统的拟Hamilton原理
3．2．1 经典分析动力学拟Hamilton原理
3．2．2 刚体动力学的拟Hamilton原理
3．2．3 非保守弹性动力学的拟Hamilton原理
3．2．4 非保守弹性动力学的拟余Hamilton原理
3．2．5 非保守刚-弹耦合动力学的拟Hamilton原理
3．3 非保守非线性刚-弹耦合动力学的拟Hamilton原理
3．3．1 刚-弹耦合动力学的拟Hamilton原理
3．3．2 两类变量刚-弹耦合动力学的拟Hamilton原理
3．4 非保守系统刚体动力学和弹性动力学发展为刚-弹耦合动力学
3．4．1 非保守系统的刚体动力学和弹性动力学向刚-弹耦合动力学的发展（1）
3．4．2 非保守系统的刚体动力学和弹性动力学向刚-弹耦合动力学的发展（2）
3．5 应用举例
3．5．1 气动弹性问题
3．5．2 弹性稳定问题的算例
参考文献

第4章 刚-热-弹耦合动力学
第5章 航天充液系统分析动力学
第6章 应用Lagrange方程研究刚-弹耦合动力学

前言/序言

《空间动力学：导航、控制与任务设计》 本书简介 本书深入探讨了航天器动力学、轨道力学、导航、制导与控制（GNC）技术，以及复杂的航天任务设计与分析方法。全书结构严谨，内容详实，旨在为从事航天工程、卫星系统设计、深空探测任务规划及轨道力学研究的专业人士和高级学生提供一本全面的参考手册。 第一部分：基础轨道力学与运动分析 本书首先回顾了经典力学在描述航天器运动中的应用，重点阐述了二体问题和三体问题的精确解与摄动分析。 第1章：开普勒轨道理论与轨道元素 本章详细解析了基于开普勒定律的理想二体运动模型，并引入了六个经典轨道元素（如半长轴、偏心率、倾角等）来唯一确定卫星轨道。内容包括如何利用轨道元素进行轨道传播，以及如何从观测数据中估计轨道参数。 第2章：轨道摄动理论 现实中的航天器运动受到多种非保守力（如大气阻力、地球非球形引力、日月引力、太阳辐射压）的影响。本章系统地介绍了摄动理论，特别是拉格朗日行星方程的应用，用于分析和量化这些摄动对轨道长期演化的影响。重点讨论了地球引力场的偶极子与四极子项对近地卫星轨道的影响，以及如何通过摄动分析来设计具有特定抗摄动特性的轨道。 第3章：轨道机动与转移 轨道机动是航天任务成功的关键。本章深入探讨了霍曼转移、双椭圆转移等经典的轨道转移技术。此外，还详细分析了高能（或低能）轨道交会、近地空间停泊轨道插入以及利用动力学原理设计的低推力轨道机动，如引力助推、行星际转移轨道的优化设计。 第二部分：航天器姿态动力学与控制 航天器姿态的精确确定和有效控制是保证有效载荷指向和服务质量的基础。 第4章：刚体动力学与欧拉方程 本章建立了航天器刚体运动的数学模型。推导了牛顿-欧拉方程在惯性参考系和航天器体坐标系下的形式。重点分析了不对称刚体在无外力矩和有外力矩作用下的动力学行为，包括自由滚转、章动（Nutation）和进动（Precession）的物理特性。 第5章：旋转动力学与坐标变换 姿态的描述需要依赖于特定的数学工具，如方向余弦矩阵、四元数和欧拉角。本章详尽比较了这些表示方法的优缺点，特别是四元数在避免万向节锁方面的优势。详细推导了不同坐标系之间的转换矩阵，并讨论了它们在姿态动力学方程中的应用。 第6章：主动姿态控制系统设计 姿态控制系统（ACS）是实现姿态保持、指向和跟踪的关键。本章介绍了主要的执行机构（如反作用轮、磁力矩器、推进器）的工作原理和动态模型。着重阐述了线性二次型调节器（LQR）、滑模控制（SMC）以及基于模型的预测控制（MPC）在复杂航天器姿态控制中的应用。 第三部分：导航、制导与任务级动力学 本书的后半部分聚焦于如何利用动力学原理实现航天器的自主导航、精确制导和复杂任务的整体规划。 第7章：相对运动与轨道交会动力学 在近地轨道作业、在轨服务（OOS）和交会对接任务中，相对运动动力学的分析至关重要。本章介绍了基于丘奇尔方程（Clohessy-Wiltshire Equations）的线性相对动力学模型，用于分析目标与观测者之间的相对状态。此外，还涵盖了非线性相对运动的建模以及闭环轨道控制策略。 第8章：导航系统与状态估计 导航系统负责实时确定航天器的位置、速度和姿态（状态估计）。本章深入探讨了基于传感器数据的状态估计技术，核心是卡尔曼滤波（Kalman Filter）及其扩展形式（EKF、UKF）。内容包括导航误差分析、观测模型建立以及导航系统的闭环设计。 第9章：制导律设计与任务剖面分析 制导律是实现预定轨迹或目标指向的关键。本章涵盖了多种制导方法，从简单的比例导航（PN）到先进的基于能量和势场的制导技术。特别讨论了行星进入、下降与着陆（EDL）阶段的复杂制导问题，包括空气动力学耦合效应的建模与控制。 第10章：非理想推力系统与复杂轨道设计 对于深空探测任务，低推力推进系统（如离子推进器）的应用日益广泛。本章分析了这些系统的特点，并介绍了直接和间接方法在低推力轨道优化中的应用。内容包括周期性轨道、拉格朗日点（Lagrange Points）的稳定性分析及其在空间观测站选址中的应用。 本书的特点在于其严谨的数学推导和对实际工程问题的关注，为读者提供了一套完整的分析和设计航天器动力学系统的工具集。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，航天工程是一个充满挑战又极其迷人的领域，而“航天分析动力学”这个书名，精准地概括了其中最核心、最令人着迷的部分。我脑海中浮现的，是一幅充满智慧与严谨的画面：无数的工程师和科学家，如同精准的钟表匠，利用数学的语言，描绘出航天器在宇宙中的每一个细微动作。我期待这本书能够深入剖析航天器设计、发射、运行、甚至回收过程中所涉及到的所有动力学原理。比如，火箭在发射时，如何克服地球引力并获得足够的速度；卫星在太空中，如何保持稳定的轨道而不至于坠落或飞离；探测器在执行深空任务时，如何进行精确的轨道修正以抵达遥远的目标。我设想，书中会对这些过程进行详细的数学建模，并辅以大量的图表和公式推导，让我能够理解这些看似神奇的轨迹是如何计算出来的。我甚至可以想象，在阅读到关于轨道控制的部分时，会不由自主地拿起一支笔，在脑海中勾勒出控制指令的序列，想象着如何在恰当的时间点施加适当的推力，来微调航天器的姿态和轨道。这本书，对我来说，不仅仅是一份学习资料，更是一次对人类智慧与探索精神的致敬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了技术含量，一看就知道是那种需要花费大量时间和精力去啃的硬骨头。我一直对航天领域充满好奇，尤其是那些让火箭、卫星能够精准运行的背后原理。这本书的标题“航天分析动力学”恰恰击中了我的兴趣点。我脑海中浮现的画面是，翻开书页，一个个复杂的数学公式扑面而来，但紧随其后的，是清晰的图示和详尽的推导过程，它们就像一个个巧妙的阶梯，引领着我一步步攀登知识的高峰。我设想，书中定会涉及各种物理定律在太空环境下的应用，比如牛顿的万有引力定律如何解释行星轨道，拉格朗日的方程如何描述复杂系统的运动。也许还会穿插一些经典的航天任务案例分析，比如阿波罗登月计划，或者国际空间站的运行轨道设计，让我能将抽象的理论与真实的工程实践联系起来。我期待着，通过阅读这本书，能够更深刻地理解航天器在宇宙中的“一举一动”是如何被精确计算和控制的，那种成就感和掌控感，想必是无与伦比的。我甚至可以想象，当我在阅读某一段关于轨道力学的精彩论述时，会忍不住停下来，抬头仰望星空，脑海中勾勒出那一颗颗卫星和探测器在浩瀚宇宙中划过的轨迹，仿佛它们就掌握在我手中一般。这本书，对我而言，不仅仅是一本教科书，更是一扇通往宇宙奥秘的窗户，一次知识的探险之旅。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，“航天分析动力学”这个书名本身就自带一种权威感和深度感，暗示着这本书并非泛泛而谈，而是真正触及了航天技术的核心。我设想，这本书的每一页都充斥着严谨的科学逻辑和精密的数学分析，它将带领读者深入到航天器运动的内在机理。我期待着，书中能够详尽地阐述影响航天器运动的各种因素，比如地球的引力、太阳的辐射压力、大气阻力（在近地轨道）、甚至是宇宙尘埃的撞击。我希望能够理解，这些看似微小的因素，在漫长的太空飞行中，是如何累积效应，并对航天器的轨道和姿态产生显著影响的。我甚至可以想象，在阅读关于轨道摄动的部分时，会有一种恍然大悟的感觉，明白那些看似复杂的轨道变化，其实都遵循着可预测的物理规律。我期待书中能够提供清晰的图解，将抽象的数学公式转化为直观的几何图形，让读者能够更轻松地理解轨道力学的精髓。这本书，对我而言，将是一次智力上的挑战，也是一次对宇宙运行规律的深刻探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“航天分析动力学”，听起来就有一种扑面而来的科学严谨感，仿佛能瞬间将我拉入到那些复杂而又迷人的物理模型之中。我一直对宇宙航行充满幻想，而理解航天器如何在浩瀚的太空中精确运行，正是这些幻想中最令人着迷的部分。我期待这本书能够揭示那些隐藏在火箭升空、卫星巡航、甚至是行星际穿越背后的数学和物理原理。我设想，书中会详细介绍各种用于分析航天器运动的数学工具，比如微分方程、向量分析、以及更高级的数值积分方法。我希望能够学习到如何构建航天器的运动方程，并理解这些方程如何描述航天器在不同外力作用下的运动轨迹。我甚至可以想象，当我阅读到关于轨道力学的部分时，会情不自禁地在脑海中模拟一次卫星的变轨操作，想象着引擎的每一次点火，推力的方向和大小，以及这一切如何巧妙地改变了卫星的运行轨道。这本书，对我来说，将不仅仅是关于航天器的知识，更是关于如何用科学的语言去理解和预测宇宙中物体运动规律的启蒙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就很吸引人，那种深邃的蓝色，加上点点星光，一下子就将我带入了无垠的宇宙空间。作为一名对航天工程有着浓厚兴趣的爱好者，我一直渴望能有一本真正能够深入浅出地讲解航天器动力学原理的书籍。我印象中的“航天分析动力学”，应该不仅仅是枯燥的公式堆砌，而更应该是一种将理论与实际应用巧妙结合的艺术。我期待书中能够提供丰富的实例，比如从最初的火箭发射，到卫星在轨道的稳定运行，再到复杂的深空探测任务，这些过程中的动力学挑战是如何被克服的。我设想，书中会对不同类型的航天器，如卫星、空间站、行星探测器等，进行详细的动力学建模和分析，探讨它们各自的运动特性和控制方法。也许还会涉及到一些高级的概念，比如轨道优化、姿态控制、多体动力学等等，这些都是我一直想深入了解但又苦于没有合适入门书籍的领域。我希望这本书能够提供清晰的逻辑和循序渐进的讲解，让像我这样的非专业人士也能够逐步理解这些复杂的问题。我甚至可以想象，在阅读到关于轨道机动的部分时，会情不自禁地在脑海中模拟一次精准的变轨操作，想象着火箭引擎的点火、推力的大小和方向，以及这一切如何精确地改变航天器的轨迹。这本书，对我来说，不仅仅是知识的获取，更是对航天工程魅力的深度体验。