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出版者:机械工业出版社

作者:姜雪松,戴志祥

出品人:

页数:383

译者:

出版时间:2007-10

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787111223498

丛书系列:

图书标签:

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飞船设计与航天动力学手册 本书旨在为航天工程领域的专业人士、研究人员以及高年级学生提供一本全面、深入且高度实用的技术参考资料。本书聚焦于现代航天器的设计、分析与操作所必需的核心理论、关键公式和实际应用案例，内容覆盖了从轨道力学到结构热控的多个关键学科领域。 --- 第一部分：轨道力学与任务规划 (Orbital Mechanics and Mission Planning) 本部分是理解航天器如何在外层空间运动的基础。它详细阐述了描述天体运动的基本物理定律，并将其转化为可用于任务设计的数学模型。 第一章：基础力学与参考系 开普勒定律的精确表达与非理想情况修正： 不仅限于理想二体问题，深入探讨了三体及多体摄动对轨道参数的长期影响，特别是太阳辐射压力和地球非球形引力场的贡献。 坐标系转换与导航基准： 详细解析了惯性参考系（如J2000.0、ICRF）与地固参考系（ITRF、ECEF）之间的精确转换矩阵。重点讨论了利用四元数在复杂姿态机动中进行坐标系滚转和挠度补偿的方法。 轨道要素的定义与选择： 对经典六根数（如开普勒根数）与更适用于机动的欧拉-庞加莱元素（如半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、真近点角）进行了详尽的对比和应用场景分析。 第二章：轨道机动与转移 霍曼转移与高能转移的优化： 提供了计算最小能耗转移所需的精确ΔV预算表。引入了利用拉格朗日点（L1至L5）进行低能耗转移的分析工具，包括“弱稳定性边界”（WSB）理论的初步应用。 齐次与非齐次轨道摄动下的机动设计： 讨论了如何通过精确的轨道维持（Station-Keeping）脉冲来抵消大气阻力、潮汐力矩和摄动影响。提供了脉冲最优化的数值方法，例如基于卡尔曼滤波器的轨道预测与校正。 会合与交会对接（Rendezvous and Proximity Operations）： 详述了相对导航的数学基础，包括Clohessy-Wiltshire（C-W）方程在近地轨道（LEO）下的应用，以及三维空间中基于微分平坦性（Differential Flatness）的轨迹规划算法。 --- 第二部分：航天器姿态动力学与控制 (Spacecraft Attitude Dynamics and Control) 本部分专注于航天器在太空中如何确定和保持其精确姿态，这是高精度观测、通信和深空探测任务的核心技术。 第三章：刚体动力学基础 欧拉方程与陀螺效应： 详细推导了在非惯性系中描述刚体旋转的欧拉运动微分方程，并讨论了惯性张量（Inertia Tensor）的计算及其对姿态稳定性的影响。 角动量与陀螺仪约束： 阐述了对地稳定卫星（如静止轨道卫星）如何利用反应轮或动量轮来管理系统角动量。提供了角动量饱和的预警模型和卸载策略。 四元数与方向余弦矩阵的性质： 提供了在软件实现中处理姿态表示的实用指南，特别是避免万向节锁定的四元数计算流程。 第四章：姿态动力学模型与传感器 外部力矩的建模： 详细分析了地球磁力矩、太阳辐射压矩以及残余大气阻力矩对航天器姿态的精确影响。提供了不同轨道高度下，这些力矩的量级估算公式。 姿态传感器数据融合： 重点介绍了星敏感器、太阳敏感器、陀螺仪和磁强计的数据处理流程。深入讲解了扩展卡尔曼滤波器（EKF）和无迹卡尔曼滤波器（UKF）在姿态估计中的具体实现细节，包括噪声协方差矩阵的设定。 第五章：执行器与控制律 推力器姿态控制（TCM）策略： 讨论了使用小型推力器进行姿态保持的脉冲序列优化。 磁力矩器（Magnetorquers）的饱和分析： 针对LEO小卫星，提供了磁力矩器在不同磁场强度下驱动能力的最大限制计算。 控制系统设计： 提供了滑模控制（SMC）、鲁棒控制（H-infinity）和最优控制（LQR）在姿态控制律设计中的应用案例及参数整定指南。 --- 第三部分：推进系统性能分析 (Propulsion System Performance Analysis) 本部分集中于提供不同类型推进系统（化学能、电推进）的性能评估标准和关键计算公式。 第六章：化学推进系统 火箭方程的变体与有效载荷计算： 不仅限于齐奥尔科夫斯基方程，还包含了考虑逃逸速度、分级火箭结构质量比对总性能影响的修正公式。 发动机性能参数计算： 详细列出了比冲 ($I_{sp}$)、推力系数、燃烧室压力与喷管面积比对推力输出的精确关系式。提供了不同燃料组合（如液氧/煤油、液氢/液氧）的标准热力学性能数据表。 推进剂储存与热管理： 讨论了低温推进剂（如液氧、液氢）的蒸发损失（Boil-Off）模型和压力控制策略。 第七章：电推进系统 霍尔推进器与离子推进器性能评估： 提供了特定冲量（Specific Impulse）、推力效率、功率限制与推力输出之间的相互关系图解和计算模型。 电源需求与效率分析： 阐述了如何根据任务ΔV需求和时间约束，反推出所需电能和太阳能电池阵（或RTG）的输出功率规格。 --- 第四部分：航天器结构与热控设计 (Spacecraft Structure and Thermal Control) 本部分关注航天器的物理载荷承受能力和在空间极端环境下的温度管理。 第八章：载荷分析与结构完整性 发射载荷的确定： 提供了基于NASA/ESA标准（如Pogo, Sine Damping）计算最大许用振动载荷（G值）和声学载荷的方法。 有限元分析（FEA）结果的工程解释： 重点解析了应力集中、屈曲分析的关键判据，以及如何将分析结果转化为实际的材料选择和加强设计。 微小撞击与碎片防护： 引入了Whipple屏蔽的基本防护机理，并提供了计算多层屏蔽结构穿透概率的经验公式。 第九章：被动与主动热控 辐射平衡方程的求解： 建立了航天器表面与环境（地球、太阳、深空）之间的能量平衡方程。提供了不同表面涂层（如高吸收率/低发射率、低吸收率/高发射率）的热光学属性参数表。 内部热源管理： 计算了电子设备和电池的功耗对舱内温度的影响，以及热管和回路热管（LHP）的热传递性能模型。 流体热控回路设计： 详细说明了使用泵、换热器和散热器来维持关键部件温度的流体回路设计参数和稳定性分析。 --- 本书特点： 本书严格遵循工程实用主义原则，所有公式均提供详细的单位一致性检查和量纲分析，避免了理论推导中的冗余，直接聚焦于工程实现和参数计算。大量的表格数据和工程经验公式，确保了设计人员能快速查阅并应用于实际项目。理论与实践紧密结合，是航天工程师案头不可或缺的工具书。

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我是一名在通信设备公司从事射频功放优化的工程师，工作中最常遇到的挑战是如何在有限的器件和设计空间内，实现功放的最佳性能。这涉及到大量的参数计算和权衡，比如线性度、效率、功率增益、稳定度等等。目前，我主要依赖于一些内部的计算工具和数据库，但有时候在处理一些新兴技术或者特殊应用场景时，仍然会感到力不从心，需要查阅大量的文献。如果《无线电工程实用公式速查指南》能够提供针对功放设计中核心环节的实用公式，并且这些公式能够覆盖到诸如阻抗匹配网络设计、功率组合器/分配器设计、偏置电路优化、甚至是某些非线性失真抑制技术等关键点，那对我来说将是极大的帮助。我特别关注书中是否会提供一些关于高频特性（如寄生参数、寄生电容/电感的影响）在实际计算中的处理方法，以及如何根据不同的应用场景（如Class A, B, AB, C, D, E, F等）来选择和应用相应的性能评估公式。我期待这本书能够成为我在遇到棘手问题时，能够迅速找到解决思路的“秘密武器”，帮助我加速研发进程，提升产品竞争力。

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我是一名电子技术爱好者，对无线电领域有着浓厚的兴趣，虽然不是科班出身，但一直尝试自己动手制作一些小项目，比如无线遥控小车、简单的无线通信模块等。在实践过程中，我经常会遇到各种各样的计算问题，比如计算天线的辐射效率、确定发射功率和接收灵敏度之间的关系、甚至是分析信号在传播过程中的衰减等。很多时候，我需要花费大量时间去搜索和理解那些散落在各种论坛、技术文档中的公式，过程十分繁琐且容易出错。我从朋友那里听说了《无线电工程实用公式速查指南》这本书，并且听他描述书的特点，感觉它可能正是为像我这样希望在实际操作中快速找到解决方案的爱好者量身打造的。我特别想知道，这本书的公式是否足够贴近实际应用，例如，在制作一个简易的无线收发器时，我如何利用书中的公式来选择合适的元件参数，确保通信的稳定性和距离？它会不会提供一些针对常见无线电模块（如NRF24L01, ESP32等）的应用示例，通过公式推导来指导我们进行参数优化？我希望这本书能够用通俗易懂的语言解释复杂的公式，并且最好能附带一些图示，帮助我更好地理解公式背后的原理和实际应用。

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我是一名无线通信领域的技术爱好者，尤其对DIY无线电设备和理解底层原理有着强烈的热情。平时我喜欢阅读一些相关的技术文章，并且尝试用自己的双手去实现一些想法，比如制作一个简易的短波收音机，或者搭建一个低功耗的无线数据传输链路。在整个过程中，我发现自己经常被各种公式所困扰，比如计算天线的谐振频率、确定合适的功率放大器增益、选择合适的滤波器参数，甚至是估算信号在空气中的传播距离等。这些公式对于我来说，就像是一道道无形的门槛，阻碍了我将理论知识转化为实际应用的步伐。《无线电工程实用公式速查指南》这个名字让我眼前一亮，我希望能在这本书中找到能够帮助我跨越这些门槛的“钥匙”。我特别好奇，书中是否会包含一些针对初学者友好的公式，并且用非常直观的方式来解释它们的作用？比如，在制作一个简单的AM发射器时，我如何通过书中提供的公式来选择合适的振荡电路参数？在接收端，我如何根据书中的公式来计算接收灵敏度，从而判断是否能接收到远距离的信号？我希望这本书的语言风格能够更加生动有趣，甚至可以提供一些实际的案例分析，用图文并茂的方式来展示公式是如何在实际设备中发挥作用的，这样我才能更好地理解和掌握这些知识，并将其运用到我的DIY项目中，享受无线电带来的乐趣。

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作为一名正在攻读无线电物理方向研究生的学生，我的学习和研究很大程度上依赖于扎实的理论基础和严谨的计算能力。在很多研究课题中，我们需要对电磁波的传播、天线的辐射特性、信号的滤波和调制等进行深入的分析，这离不开大量的数学推导和公式应用。我一直在寻找一本能够系统地梳理和总结无线电工程领域核心公式的参考书籍。《无线电工程实用公式速查指南》这个书名听起来非常吸引人，它暗示着这本书能够帮助研究者快速定位和应用到研究所需的关键公式，从而节省大量的时间用于理论的深入理解和实验的设计。我特别希望这本书能够包含一些在高频电磁场理论、微波工程、以及通信系统原理等方面的核心公式，例如，对于介质中的电磁波传播速度、波阻抗的计算，对于天线的方向性系数、增益、回波损耗的推导，以及对于各种调制解调方式（如AM, FM, PSK, QAM等）的性能指标评估公式。我期望这本书的公式能够有严谨的推导过程（即使不全包含在书中，但至少能在参考文献中找到），并且对于公式中的各项参数，能够有清晰的定义和单位说明，确保我在进行学术研究时不会出现任何概念上的混淆或计算上的错误。

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作为一名刚入行不久的无线电工程师，我一直在寻找一本能够快速解决实际问题的参考书。市面上有很多技术书籍，但很多要么过于理论化，要么内容过于分散。《无线电工程实用公式速查指南》听起来正是我需要的，一本能够把我从繁琐的计算中解放出来，让我更专注于设计和实现的工具。我特别期待书中是否能够涵盖从基础的阻抗匹配，到复杂的射频链路预算，再到天线设计相关的各种关键公式。例如，在进行微带线设计时，我经常需要查阅各种资料来确认传输线参数，如果这本书能提供简洁明了的公式和计算流程，那将极大地提高我的工作效率。而且，我希望它不仅仅是公式的堆砌，最好能对每个公式的应用场景、适用条件以及背后的物理意义进行简要的解释，这样我不仅能用，还能理解为什么这么用。这样，在遇到一些非标准的设计挑战时，我也能更有信心地进行推导和调整。对于我这样需要经常进行硬件开发的人来说，一本能够快速找到所需信息、且解释清晰的书籍，是不可或缺的。我希望它能成为我案头的必备良器，让我事半功倍。

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