国之重器出版工程 航天器进入下降与着陆技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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荣伟 等 著

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• 航天器
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• 航空航天
• 工程技术
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• 空间技术

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787568256223

版次：1

商品编码：12377340

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：518

编辑推荐

1.展现了我国空间科学技术的众多原创性科研成果。
2.反映“互联网+”与航天技术的融合发展。
3.体现我国空间探索和空间应用的科技创新能力。
4.丛书由叶培建院士领衔，孙家栋、闵桂荣、王希季三位院士联袂推荐。
5.力图为研究和设计的人员提供新的设计思路和方法。

内容简介

本书是一部密切结合进入式(包括返回式)航天器研制工程的技术专著。系统论述了航天器的进入、下降与着陆技术，其中包括了我国在载人飞船、返回式卫星和探月工程等研制过程中的工程实践经验以及所取得的一些创新性成果。内容包括概论、航天器进入轨道设计、进入式航天器气动设计、进入式航天器防热设计、进入式航天器的制导、导航与控制设计、航天器减速着陆技术，共六章.本书在飞行器设计和航天器进入、下降与着陆技术领域具有较高的学术价值，并具有很强的工程实用性。
本书适合于从事进入式航天器研究、设计、生产、试验和应用的工程技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考书。

作者简介

荣伟，博士，研究员，博士生导师，毕业于中国空间技术研究院飞行器设计专业，现任职于北京空间机电研究所，“神舟号”飞船系统副总设计师、“探月”工程三期探测器系统回收分系统主任设计师。长期从事航天器减速着陆技术的研究和设计工作。获中国航天科技集团公司载人航天先进个人奖及航天贡献奖、国家国防科技工业局探月工程三期再入返回飞行试验任务突出贡献奖等，多次荣获国防科学技术奖、军队科技进步奖等。

目录

第 一章　概论 001
1．1　航天器进入、下降与着陆技术概述　002
1．2　航天器的进入、下降与着陆过程　005
1．2．1　制动段　005
1．2．2　进入轨道过渡段　008
1．2．3　进入段　010
1．2．4　下降段　012
1．2．5　着陆段　014
1．3　航天器进入方式　016
1．3．1　弹道式进入方式　016
1．3．2　半弹道式进入方式　017
1．3．3　升力式进入方式　018
1．4　航天器进入、下降与着陆技术的发展　019
1．4．1　国外航天器进入、下降与着陆技术的发展　019
1．4．2　国内航天器进入减速着陆技术的发展　024
参考文献　026
第二章　航天器进入轨道设计　027
2．1　概述　028
2．1．1　航天器进入轨道分类　028
2．1．2　航天器进入走廊　030
2．2　航天器进入轨道的近似理论与初步设计　032
2．2．1　进入轨道的基本运动方程　032
2．2．2　进入行星大气的统一理论　038
2．3　弹道式进入轨道设计　047
2．3．1　不控制升力的弹道式进入轨道设计方法　047
2．3．2　不控制升力的弹道式进入轨道设计理论　053
2．3．3　无升力弹道式进入轨道设计　073
2．4　半弹道式进入轨道设计　075
2．4．1　半弹道式进入轨道设计方法　075
2．4．2　半弹道式进入轨道设计理论　080
2．4．3　以配平攻角飞行的运动　087
2．4．4　以第二宇宙速度进入大气层的半弹道式进入轨道设计实例　092
2．4．5　有风情况下载人飞船返回轨道的计算方法　096
2．5　航天器下降段轨道设计　120
2．5．1　坐标系及符号的定义　120
2．5．2　航天器回收轨道计算的数学模型　123
2．5．3　参数和初值选取　126
2．5．4　载人飞船10km 高度瞄准点风修正和理论着陆点修正技术　127
参考文献　130
第三章　进入式航天器气动设计　131
3．1　概述　132
3．2　进入式航天器气动布局设计　135
3．2．1　进入器对气动性能的基本要求　136
3．2．2　半硬壳式进入器布局　136
3．2．3　充气式进入器布局　146
3．3　进入式航天器气动力设计与分析　148
3．3．1　工程计算方法　148
3．3．2　数值计算方法　151
3．3．3　地面试验　155
3．4　进入式航天器气动热设计与分析　157
3．4．1　工程计算方法　157
3．4．2　数值计算方法　167
3．4．3　地面试验方法　174
3．5　进入式航天器气动稳定性设计与分析　177
3．5．1　数值模拟方法　179
3．5．2　振动试验　186
3．5．3　自由飞试验　188
3．5．4　大钝头进入器增稳设计　190
3．6　进入式航天器特殊气动问题分析　193
3．6．1　姿控发动机喷流干扰　193
3．6．2　脉动压力　197
3．6．3　通信中断　201
3．7　进入式航天器飞行后气动辨识与评估　207
3．7．1　弹道重建　207
3．7．2　气动力参数辨识　211
3．7．3　飞行参数辨识　215
3．7．4　气动热参数辨识　220
3．7．5　不确定度分析　223
参考文献　225
第四章　进入式航天器防热设计　227
4．1　概述　228
4．2　防热系统的设计　230
4．2．1　设计中的重点问题　231
4．2．2　一般设计过程　234
4．2．3　整体防热设计　236
4．2．4　局部防热设计　242
4．3　防热材料及应用　255
4．3．1　防热材料的工程化研究与分类　255
4．3．2　非烧蚀防热材料的特点与应用　258
4．3．3　烧蚀型防热材料的特点与应用　263
4．4　防热机理与分析　267
4．4．1　防热机理与分析的基本内容　267
4．4．2　非烧蚀防热机理与分析　268
4．4．3　烧蚀防热机理与分析　278
4．5　防热试验设计与实施　291
4．5．1　防热试验的主要类型　291
4．5．2　烧蚀试验的范畴　293
4．5．3　烧蚀试验的设计　295
4．5．4　烧蚀试验的实施　300
参考文献　304
第五章　进入式航天器的制导、导航与控制设计　306
5．1　概述　307
5．1．1　制导、导航和控制的主要任务　308
5．1．2　制导、导航和控制设计的影响因素　309
5．1．3　制导、导航和控制设计的要求　309
5．1．4　制导、导航和控制坐标系与时间系统　310
5．2　进入导航技术　316
5．2．1　导航原理　317
5．2．2　惯性导航系统　322
5．2．3　惯性器件　328
5．3　进入制导技术　340
5．3．1　标称轨迹制导法　342
5．3．2　预测校正制导法　344
5．3．3　混合制导法　353
5．4　进入控制技术　355
5．4．1　弹道升力式航天器进入控制方法　355
5．4．2　升力式航天器进入控制方法　361
5．5　进入制导、导航与控制系统设计与验证　366
5．5．1　半弹道式进入航天器系统设计实例　366
5．5．2　升力式进入航天器系统设计实例　374
5．5．3　进入航天器六自由度运动模型　377
5．5．4　典型仿真系统　381
参考文献　383
第六章　航天器减速着陆技术　385
6．1　概述　386
6．2　航天器减速着陆系统的特点　390
6．3　航天器减速着陆系统的组成　394
6．3．1　降落伞减速装置　394
6．3．2　着陆缓冲装置　395
6．3．3　执行机构　396
6．3．4　控制装置　396
6．3．5　结构装置　397
6．3．6　标位装置　397
6．3．7　漂浮装置　398
6．3．8　扶正装置　398
6．4　航天器减速着陆系统设计　400
6．4．1　系统设计需求分析　400
6．4．2　降落伞减速方案设计　404
6．4．3　着陆缓冲方案的设计　407
6．4．4　开伞方案的设计　412
6．4．5　降落伞连接与分离方案设计　419
6．4．6　控制方案的设计　422
6．5　降落伞装置技术　426
6．5．1　降落伞的组成　426
6．5．2　常用降落伞的伞型及结构　427
6．5．3　降落伞开伞过程的设计　436
6．5．4　最大开伞力的计算方法　440
6．5．5　降落伞收口控制技术　444
6．6　火工装置技术　446
6．6．1　火工装置的功能　446
6．6．2　火工装置的分类　450
6．6．3　火工装置的设计要求　452
6．6．4　火工装置设计　456
6．6．5　航天器减速着陆系统中的典型火工装置及其应用　467
6．7　着陆缓冲技术　478
6．7．1　着陆反推发动机缓冲技术　479
6．7．2　气囊缓冲技术　483
6．7．3　机械式缓冲技术　487
参考文献　497
索引498

《国之重器出版工程》丛书，旨在系统梳理新中国成立以来，在国家重大科技工程领域取得的辉煌成就，汇聚行业顶尖智慧，呈现中国科技力量的崛起之路。本丛书以“国之重器”为名，寓意着这些工程不仅是国家发展的基石，更是中华民族自强不息、勇攀高峰精神的体现。 本工程精心策划，力求以严谨的态度、翔实的资料、生动的笔触，深入浅出地展现每一项重大工程的核心技术、关键突破、创新思路以及背后无数科研工作者的艰辛付出与卓越贡献。我们希望通过这套丛书，能够让读者全面、深刻地认识到中国在尖端科技领域的实力，激发民族自豪感与自信心，同时也为后来的科研人员提供宝贵的经验借鉴与启示。 《国之重器出版工程》丛书内容涵盖了航空、航天、核能、高铁、超级计算、深海探测、载人潜水器、北斗导航、量子通信等国民经济和社会发展至关重要的领域。每一册图书都将聚焦一个或几个紧密相关的重大工程，深入剖析其从概念提出、技术攻关、试验验证到成功应用的完整过程。 丛书编纂团队由相关领域的院士、著名科学家、总设计师、总工程师以及资深媒体人组成，他们凭借对工程的深刻理解和丰富的实践经验，确保了丛书内容的权威性、准确性和前沿性。我们在资料收集上，力求全面、详尽，深入研究了大量的原始文献、技术报告、研究数据，并采访了众多参与工程的亲历者，力求还原最真实、最生动的故事。 在内容呈现上，我们不仅注重技术层面的深度挖掘，更强调将技术突破融入宏大的时代背景和社会发展脉络中。我们将详细介绍这些工程所面临的严峻挑战，以及科研人员如何凭借坚韧不拔的毅力、敢为人先的创新精神，一步步克服技术难关，最终实现“从无到有，从弱到强”的跨越。 丛书的语言风格力求通俗易懂，避免过多的专业术语，即使是非专业读者也能从中领略到中国科技创新的魅力。同时，我们也注重图文并茂，大量精美的图片、图表、示意图将贯穿全书，生动形象地展示工程的原理、结构和壮丽场景，让阅读体验更加丰富和深刻。 《国之重器出版工程》丛书的出版，不仅是对中国科技成就的记录与总结，更是对未来科技发展的激励与引领。我们相信，这套丛书将成为珍贵的科技史料，激励一代又一代中国人为实现科技强国梦而不懈奋斗。 （请注意：此为《国之重器出版工程》丛书的总体介绍，并非特定某一分册的内容简介。您提供的书名“国之重器出版工程 航天器进入下降与着陆技术”表明这套丛书中有一本名为《航天器进入下降与着陆技术》的分册。以上简介是为了介绍整个出版工程的背景、宗旨和风格，而非聚焦于《航天器进入下降与着陆技术》的具体内容。如果您需要《航天器进入下降与着陆技术》的具体内容简介，请提供该分册的具体信息，我将为您创作。）

评分☆☆☆☆☆

《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》这本书，以其严谨的科学态度和宏大的视野，让我对中国在航天领域的实力有了更直观的认识。书中关于“不同天体着陆的技术差异”的章节，让我大开眼界。月球没有大气层，着陆需要完全依靠反推火箭；火星大气稀薄，需要结合空气动力学减速、降落伞以及反推火箭；而地球大气稠密，则有更多利用大气层进行减速的可能性。每一种天体，都有其独特的引力、大气成分、地形地貌，这都对航天器的进入下降和着陆技术提出了不同的要求。书中对这些差异的细致分析，以及中国在不同类型天体着陆任务中取得的成就，都让我感到无比自豪。例如，提及嫦娥系列月球探测器，以及祝融号火星车，这些名字如今已经家喻户晓，而这本书则深入剖析了它们背后所依赖的先进技术。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》，就被其厚重感所折服，不仅仅是纸张的质感，更是其蕴含的知识能量。我一直对太空探索充满好奇，而着陆，无疑是航天器从茫茫宇宙抵达地球的最后一道，也是最凶险的一道“鬼门关”。这本书，就像一位经验丰富的向导，在我脑海中勾勒出一幅幅惊心动魄的画面：炽热的大气层摩擦，巨大的过载，以及如何精确控制航天器穿越这一切，最终平稳降落。它并没有止步于理论的堆砌，而是深入到每一个关键技术环节，从气动加热的物理机理，到不同类型着陆系统的设计理念，再到导航、制导与控制（GNC）系统的精妙算法，无不详尽阐述。尤其让我印象深刻的是其中关于“减速”的章节，从最初的空气动力学减速，到降落伞的展开时机与效率，再到最后的反推火箭或缓冲气囊的精确点火，每一步都充满了挑战与智慧。我甚至可以想象到，在实验室里，工程师们如何一遍遍地模拟，在设计院里，他们如何一次次地推敲，才最终让这些钢铁巨兽安全地归来。这本书不仅仅是技术手册，更是一部关于人类勇气、智慧和不懈探索精神的史诗。它让我看到了国家在航天领域投入的巨大努力和取得的非凡成就，让我对“国之重器”这四个字有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这部《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》的出版，无疑填补了我在相关知识领域的一大空白。我一直对“重器”这个词有着特殊的感情，它们代表着一个国家的工业实力和科技水平。《航天器进入下降与着陆技术》恰恰聚焦了航天领域最核心、最具挑战性的技术之一。书中对于“导航、制导与控制”（GNC）系统的阐述，让我大开眼界。这不仅仅是简单的“飞起来”和“落下去”，而是需要一个高度智能化的系统，在复杂且不可预测的环境中，不断地测量自身的位置、姿态，计算出最优的飞行轨迹，并精确地执行控制指令。想象一下，在距离地球数万公里的太空中，一个微小的计算错误，或者一次指令的偏差，都可能导致整个任务的偏离。书中对于惯性导航系统、星敏感器、地形匹配导航等技术的介绍，让我看到了现代科技的精妙之处。它就像航天器的大脑和神经系统，确保它能够在正确的轨道上运行，并在最恰当的时机采取最正确的行动。

评分☆☆☆☆☆

《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》这本书，让我对“着陆”这一关键环节有了颠覆性的认识。在此之前，我总以为它只是一个简单的“落地”动作，然而，这本书让我看到，这背后蕴含着极其复杂和精密的工程技术。书中关于“不同着陆目标对技术的需求”的分析，让我印象深刻。例如，针对月球表面平坦且无大气的特点，着陆技术侧重于精确的反推控制；而对于火星上可能存在的复杂地形，则需要更强的地形感知和避障能力。我尤其注意到书中对于“着陆误差的容忍度”的讨论，在不同的任务中，对着陆精度的要求也不同，有些任务可能允许几公里的误差，而有些则要求精确到米级甚至厘米级。这让我明白了，为什么航天工程需要如此细致和个性化的设计，因为每一个任务都有其独特的挑战和目标。

评分☆☆☆☆☆

阅读《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》，让我对“风险控制”这一概念在航天领域的极端重要性有了切身的体会。航天器进入下降和着陆，是整个航天任务中最容易出现风险的阶段之一，稍有不慎，就可能前功尽弃。书中对于各种潜在风险的分析，以及相应的规避和应对策略，让我印象深刻。例如，关于“过载”的控制，它直接关系到航天器内部设备的稳定性和宇航员的生命安全，书中详细介绍了如何通过优化进入轨道、调整航天器姿态等方式来减小过载。再比如，关于“通信中断”的风险，在下降和着陆的关键时刻，一旦与地面失去联系，就可能导致航天器无法接收指令，甚至做出错误的判断。书中关于“自主导航”和“故障诊断”技术的阐述，为解决这个问题提供了思路。这让我认识到，航天工程的严谨性体现在每一个细节，从最初的设计到最终的执行，都需要对可能出现的风险进行周密的考虑和准备。

评分☆☆☆☆☆

翻阅《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》，我最大的感受便是知识的厚重与技术的精深。本书不仅仅是文字的堆砌，更像是将一项项复杂、艰巨的工程难题，以一种清晰、条理的方式呈现在读者面前。我特别关注了书中关于“下降段的轨迹控制”的论述。这是一个动态变化、需要不断修正的过程。航天器在进入大气层后，会受到气动力、重力、推力等多种因素的影响，如果不能精确控制其轨迹，就可能偏离预定着陆点，甚至引发危险。书中详细介绍了多种导航制导与控制（GNC）算法，以及如何利用传感器数据来实时更新航天器的位置和速度，并计算出最优的控制指令。这种对实时性、精确性和鲁棒性的极致追求，让我对航天工程的复杂性有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》这本书，以一种非常系统和深入的方式，展现了航天器从高空进入大气层，直至最终安全着陆的完整过程。我尤其对书中对于“着陆缓冲”技术的探讨感到着迷。不同的着陆对象，比如载人飞船、月球探测器、火星车，它们对冲击力的承受能力和对姿态的稳定性要求都截然不同，因此需要多种多样的缓冲方案。从早期使用的吸能材料，到后来的反推火箭、着陆腿，再到更具创新性的气囊缓冲技术，每一种都代表着人类智慧的结晶。书中对这些技术的原理、设计要素、以及在实际任务中的应用案例都进行了详细的介绍。我甚至能够想象到，工程师们在实验室里，通过反复的跌落试验、动力学仿真，来验证和优化这些缓冲装置的性能。这让我深刻理解到，每一个成功的着陆，背后都凝聚着多少次的失败尝试和无数次的改进。

评分☆☆☆☆☆

《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》一书，所描绘的航天器着陆场景，令我联想到人类探索未知宇宙的壮丽画卷。从太空的极寒到大气层的灼热，再到地表的未知，每一个环节都充满了挑战。书中对“姿态控制”技术的讲解，是我非常感兴趣的部分。在高速穿越大气层时，航天器需要精确地调整自己的姿态，以保证气动稳定性，并为降落伞的展开、反推火箭的点火创造有利条件。书中介绍的各种姿态控制方法，比如利用气动舵面、反作用力轮、小型推进器等，都让我感到工程设计的巧妙。我甚至可以想象到，在每一次的模拟和试验中，工程师们是如何精益求精，力求将姿态控制的误差降到最低。这不仅仅是技术的比拼，更是对人类智慧和毅力的考验。

评分☆☆☆☆☆

读罢《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》中关于“进入”的部分，我仿佛置身于一场速度与激情的盛宴。想象一下，一颗小小的探测器，承载着全人类的期望，以近乎脱离地球引力的速度冲入大气层，那瞬间的能量释放，该是何等壮观！书中详细描绘了各种“进入”模式，从高超音速到亚音速，从主动姿态控制到被动弹道设计，每一种都凝聚着无数科学家和工程师的心血。我尤其对“再入”过程中的热防护技术感到震撼。想象一下，数千摄氏度的高温瞬间包裹住航天器，普通的材料根本无法承受，书中详细介绍了陶瓷隔热瓦、烧蚀材料等先进技术，它们就像航天器的“盔甲”，在熊熊烈焰中守护着脆弱的生命和精密的仪器。而且，这种技术并非一成不变，而是随着航天器的任务需求、进入角度、速度等因素的不同，而进行精细化的设计和选择。书中还提及了“着陆”的多个分支，比如软着陆、硬着陆，甚至还有一些更具挑战性的“动力着陆”，每一种都需要根据目标星球的地形、大气情况以及科学探测的需求来量身定制。这让我深刻体会到，航天工程的复杂性远超想象，每一个微小的决策，都可能影响到整个任务的成败。

评分☆☆☆☆☆

《国之重器出版工程：航天器进入下降与着陆技术》一书，让我对“着陆”这一过程有了全新的认知。在此之前，我总以为着陆不过是让航天器“掉下来”而已，但这本书彻底颠覆了我的想法。它将着陆过程分解为一个个精密的阶段，每一个阶段都有其独特的挑战和解决方案。比如，在谈到“大气减速”时，书中详细阐述了空气动力学的作用，如何利用大气层的阻力来消耗航天器巨大的动能，就像一个巨大的刹车片。而当大气层变得稀薄，空气动力学的作用减弱时，降落伞就成为了关键。各种不同类型、不同尺寸的降落伞，在不同的高度、不同的速度下依次展开，它们需要承受巨大的拉力，并精确地控制减速的速率。我脑海中不禁浮现出电影中那些壮观的降落伞画面，而这本书让我知道了，这背后是多么严谨的计算和精密的工程设计。更让我惊叹的是，在接近地表的时候，还有更加复杂的“末端着陆”技术，比如反推火箭的精确点火，或者使用气囊来缓冲冲击。这些技术，每一个都要求极高的精度和可靠性，稍有差池，就可能导致任务失败。