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出版者:Univelt

作者:

出品人:

页数:1600

译者:

出版时间:1999-6

价格:USD 280.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780877034582

丛书系列:

图书标签:

• Spaceflight Mechanics
• Orbital Mechanics
• Astrodynamics
• Spacecraft Trajectory
• Space Mission Design
• Aerospace Engineering
• Flight Dynamics
• Celestial Mechanics
• Space Travel
• Engineering

轨道动力学与航天器设计原理 本书聚焦于航天器在轨道上运行所依赖的物理定律、数学模型以及实际工程应用，深入探讨了从基础轨道理论到复杂轨道机动设计的全过程。 本书是为航空航天工程师、空间科学研究人员以及对轨道力学有深入学习需求的理工科高年级学生和研究生量身打造的权威参考书。它以严谨的数学推导和丰富的工程案例相结合的方式，构建了一个全面的空间飞行力学知识体系。 第一部分：基础轨道动力学 (Orbital Dynamics Foundations) 本部分奠定了理解航天器运动的基础。我们从牛顿万有引力定律和运动定律出发，系统地推导了二体问题的解析解。 章节一：开普勒定律与引力场建模 本章详细阐述了开普勒三大定律在近地轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）和地球同步轨道（GEO）中的具体体现。我们不仅限于理想的中心引力场模型，还引入了地球的非球形引力场（J2、J3等高阶谐项）对航天器长期轨道保持的影响。详细讨论了球形谐函数展开在计算地球引力位中的应用，并给出了如何利用这些模型预测轨道摄动（如升交点漂移和近地点进动）的实用方法。 章节二：轨道要素与坐标系转换 理解和描述航天器位置与速度的有效途径是掌握不同的轨道描述方式。本章系统梳理了六根经典轨道根数（如半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经等）的物理意义和相互转换关系。重点讲解了如何进行不同参考坐标系之间的转换，包括惯性系（如J2000.0）与地固系（ITRF）之间的精确转换，以及在轨道机动计算中至关重要的速度矢量变换。书后附录提供了常用转换矩阵的详细推导过程。 章节三：轨道传播与数值积分 虽然解析解在二体问题中非常精确，但在考虑大气阻力、太阳辐射压或复杂三体引力（如月球影响）时，必须依赖数值积分方法。本章深入探讨了高精度轨道传播算法，包括龙格-库塔法（Runge-Kutta）及其高阶变步长实现，以及适用于长期轨道预报的特殊积分器（如辛积分器）。详细对比了不同算法在计算精度、稳定性和计算效率上的优缺点，并通过实际算例展示了如何选择合适的步长和误差容限。 第二部分：航天器机动与轨道设计 (Maneuver Planning and Orbit Design) 本部分将理论知识应用于实际的轨道设计和操作场景，是任务规划的核心内容。 章节四：轨道转移理论 本章是航天器机动设计的核心。首先，详细分析了霍曼转移（Hohmann Transfer）的能量优化特性，并将其扩展到非共面转移的优化。随后，引入了低推力转移的概念，包括利用行星际轨道上的引力辅助（Slingshot Effect）来降低燃料消耗。对双椭圆转移（Bi-elliptic Transfer）在特定距离比下的优越性进行了深入探讨。每一个机动操作都伴随着对特征速度增量（Delta-V）的精确计算和燃料预算的评估。 章节五：会合、交会对接与编队飞行 (Rendezvous and Formation Flying) 在卫星服务、在轨维修和空间站对接等任务中，精确的相对运动控制至关重要。本章引入了相对运动的动力学模型，如邱蒂（Clohessy-Wiltshire, C-W）方程，用于描述小范围内的相对运动。系统阐述了从捕获轨道到最终对接点之间的导航、制导与控制（GNC）策略，包括使用脉冲控制和连续低推力控制来达到预定相对状态。对于编队飞行，本章还介绍了相对轨道保持的稳定性分析方法。 章节六：发射与返回轨道设计 本书将轨道力学应用于航天器的生命周期起点和终点。在发射阶段，详细分析了弹道学约束，包括如何通过选择合适的发射窗口和上升轨道倾角来最大限度地利用地球自转速度。对于再入任务，重点讨论了大气进入的“走廊”问题——即必须在气动加热和过载限制内安全减速。介绍了最优再入轨迹的参数化方法，以及利用空气动力学控制（如升力矢量控制）来修正再入点以适应预定着陆区。 第三部分：摄动分析与导航基础 (Perturbation Analysis and Navigation Basics) 理解轨道偏离理想状态的原因，并具备实时修正的能力，是航天任务成功的关键。 章节七：主要摄动力的影响分析 本章对非保守力和非中心引力场施加的摄动进行了定量分析。详细推导了大气阻力模型（基于速度、密度和升阻力系数），并探讨了其对低轨道卫星寿命的决定性影响。对于太阳辐射压，分析了其在地球高轨和深空任务中的作用，以及如何通过航天器几何构型来补偿这些微小但长期的影响。 章节八：轨道确定与误差传播 (Orbit Determination) 航天器导航依赖于对当前状态的精确估计。本章介绍了轨道确定的基本原理，包括测距（Range）、方位（Azimuth）和多普勒频移等观测量的获取。核心内容集中在卡尔曼滤波（Kalman Filtering）在状态估计中的应用。详细推导了线性卡尔曼滤波（LKF）在状态向量更新中的迭代过程，并介绍了扩展卡尔曼滤波（EKF）如何处理轨道动力学的非线性问题。最后，讨论了观测误差如何通过误差协方差矩阵传播到轨道根数的不确定性中。 --- 本书特色： 深度与广度兼备： 覆盖了从经典轨道理论到现代最优控制理论的桥梁知识。 严格的数学基础： 所有关键概念均辅以详细的微分方程推导和向量代数论证。 工程实践导向： 包含大量实际的轨道机动案例分析和工程参数设定指南。 面向未来挑战： 对低推力推进、小行星捕获等新兴轨道设计领域有所涉猎。 通过系统学习本书内容，读者将能够独立分析和设计复杂的航天任务轨道，并掌握处理实际航天器动力学问题的必备技能。

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当我拿到《Spaceflight Mechanics 1999》这本书时，我的思绪仿佛被拉回到了那个充满未来主义色彩的世纪末。1999年，正是科技飞速发展，人类对太空的探索热情空前高涨的时期。我迫不及待地想知道，这本书会以何种方式解读太空飞行背后的力学原理。它是否会像一位严谨的物理学家，深入剖析万有引力、牛顿定律在太空场景下的具体应用，或者像一位经验丰富的工程师，详细介绍火箭发动机的工作原理以及轨道设计的复杂性？我期望这本书能够用清晰易懂的语言，将那些抽象的力学概念具象化，让我能够更直观地理解太空飞行是如何实现的。它是否会包含当时最新的研究成果，或者对经典力学理论在航天领域的发展进行一次系统的梳理？我希望这本书能为我打开一扇通往太空飞行力学世界的大门，让我不仅能了解到科学知识，更能感受到那个年代科学家们对未知的好奇、对挑战的勇气以及他们所付出的不懈努力。这本书，对我来说，不仅仅是一本关于力学的书籍，更是一份记录人类探索宇宙梦想的珍贵文献，它唤醒了我内心深处对宇宙的敬畏和对科学的热爱。

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一本让人期待已久的书终于摆在了我的书桌上，《Spaceflight Mechanics 1999》。从书名就能感受到一种宏大的叙事感，以及那个充满无限可能性的世纪末的浪漫情怀。我迫不及待地翻开它，希望能在字里行间捕捉到那些曾经闪耀着智慧光芒的瞬间，以及那些为人类迈向星辰大海而不懈奋斗的身影。我很好奇，在1999年这个特殊的年份，作者是如何解读和描绘太空飞行的力学原理的？这是否会涉及当时最前沿的理论，还是会对经典理论进行一次深刻的回顾和梳理？这本书是否会像一本精密的仪器，将复杂的概念一一拆解，用清晰易懂的语言呈现出来，还是会以一种更具哲学思辨的方式，引导我们思考人类在宇宙中的位置和未来的发展方向？我期望这本书能够带我进入一个充满奥秘的世界，让我不仅了解冰冷的科学公式，更能感受到科学家们那颗探索未知的心。我想知道，在那个信息爆炸的时代，作者是如何在海量的信息中提炼出精华，并将其融汇贯通，形成一本独具慧眼的著作。我期待着能在这本书中找到属于我的那份启迪，或许是某个新的视角，或许是某个被我忽略的细节，亦或是对整个学科体系的一次全新的认知。这本书，对我来说，不仅仅是一本科普读物，更像是一扇通往宇宙深处的窗户，我渴望透过它，看见更广阔的风景，理解更深刻的道理。我希望它能点燃我内心深处对科学的热情，让我对宇宙的敬畏之心油然而生，也让我对人类的智慧和勇气充满赞叹。

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《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，仿佛是一扇尘封已久的时光之门，轻轻开启，便将我带回了那个充满憧憬与变革的年代。作为一个对太空探索充满好奇的读者，我一直对“力学”这个词抱有一种特殊的敬畏，它似乎是宇宙运作最根本的语言。而这本书，恰好将这两种元素巧妙地结合在了一起。我很好奇，在1999年，当世界正以惊人的速度向前迈进时，太空飞行的力学领域又有哪些新的突破和思考？这本书是否会像一位经验丰富的向导，带领我穿越复杂的轨道计算，揭示卫星运行的奥秘，或者是指引我理解火箭发射时那股磅礴力量的根源？我期待这本书能够不仅仅停留在理论的层面，更能触及那些在实验室里、在发射塔上、在茫茫太空中的实际应用和挑战。我希望它能让我感受到科学家们在每一次计算、每一次实验中所付出的心血和汗水，以及他们面对未知时的勇气和智慧。这本书的名字本身就带着一种历史的厚重感，它记录了一个时代在太空探索领域所积累的知识和经验。我非常想知道，作者是如何在高密度的信息流中，为我们梳理出太空飞行力学的清晰脉络，并将其以一种引人入胜的方式呈现出来。这本书，对我而言，更像是一次穿越时空的对话，与那个时代的杰出头脑进行思想的碰撞，从中汲取灵感，也从中获得对未来更深刻的洞察。

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当我看到《Spaceflight Mechanics 1999》这本书的书名时，我的脑海中立刻浮现出那个充满科技进步和对未来无限憧憬的世纪末景象。1999年，一个特殊的年份，人类对太空的探索热情从未减退。我非常好奇，这本书将如何深入剖析太空飞行的力学原理。它是否会像一位细致的建筑师，描绘出支撑起庞大航天器运行的力学框架，或者像一位资深的向导，带领我穿越繁复的轨道计算，揭示宇宙的运行法则？我期望这本书能够以一种清晰而富有吸引力的方式，阐释那些复杂的物理概念，让即使不是专业人士的读者也能领略到太空力学的魅力。它是否会涵盖当时最先进的力学理论在航天工程中的应用，或者对经典力学在太空探索中的发展进行一次全面的回顾？我希望这本书能为我提供关于太空飞行力学的深入见解，更重要的是，能让我感受到那个时代科学家们不畏艰难、勇于探索的科学精神。这本书，对我而言，不仅是一次知识的获取，更是一次对人类智慧和探索精神的致敬，它激发了我对宇宙更深层次的探索欲望。

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《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，就像是一本记载着那个时代人类对星辰大海的深沉渴望的信笺。1999年，一个充满希望与变革的年份，科技的飞速发展让我们对宇宙的探索从未停止。我很好奇，这本书将如何描绘太空飞行的力学世界，是否会像一位细致的画家，用精准的笔触勾勒出轨道动力学的精妙之处，亦或是像一位哲学家，引导我们思考万有引力法则在宇宙中的宏伟叙事？我期待它能带我深入了解，在那个充满无限可能的世纪末，人类是如何运用物理学的智慧，克服重力的束缚，将探索的触角伸向更遥远的宇宙。这本书是否会深入浅出地解释那些复杂的计算方法，让像我这样的普通读者也能窥见太空飞行的科学之美？我希望它不仅仅是枯燥的公式堆砌，更能融入当时的时代背景，展现出科学家们在面对挑战时的创新思维和不懈努力。这本书对我而言，更像是一次与过去的对话，让我有机会重温那个充满激情与梦想的年代，感受人类探索精神的强大驱动力，并从中汲取继续前进的力量，去理解和追寻更广阔的宇宙奥秘。

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《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，如同一个时间胶囊，封存着那个世纪末关于太空飞行的探索与智慧。1999年，一个充满革新与憧憬的时刻，人类对宇宙的认知也在不断深化。我好奇这本书将如何揭示太空飞行的力学奥秘，是会聚焦于精确的轨道计算，还是会探讨复杂的推进系统背后的物理原理？我期待它能像一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我理解那些支撑太空任务的科学基础。这本书是否会提供当时最前沿的力学理论在航天工程中的实际应用案例？我希望它不仅仅是理论的罗列，更能展现出科学家们在实际操作中所遇到的挑战以及他们是如何克服的。我想要从这本书中感受到那个年代特有的那种蓬勃的科技气息，以及人类对未知宇宙的无尽好奇。它对我而言，更像是一次历史的回溯，让我有机会深入了解太空飞行力学的发展轨迹，并从中获得对未来太空探索的启示。这本书，承载着一个时代的科学精神，我期待着能从中汲取知识，并点燃我对宇宙探索的无限热情。

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《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，如同一张泛黄的地图，记录着人类在世纪末对宇宙的探索轨迹。1999年，一个充满科技奇迹与未来想象的时代，太空无疑是人们关注的焦点。我怀着极大的兴趣翻开这本书，想知道它将如何描绘太空飞行的力学世界。它会像一位严谨的学者，深入解析引力、惯性、动量等基本概念在太空中的应用，还是会像一位富有洞察力的评论家，审视当时力学研究的最新进展和未来趋势？我期待这本书能够将枯燥的公式转化为生动的画面，让我能够理解火箭如何克服重力，卫星如何维持轨道，以及探测器如何精准地抵达遥远的星球。这本书是否会包含当时最前沿的力学模型和仿真技术，或者对经典力学在航天领域的发展进行一次系统的梳理？对我来说，这本书不仅仅是一部关于太空飞行力学的著作，更是一份承载着那个时代人类对宇宙梦想与智慧的记录。我希望从中获得对宇宙运行规律的深刻理解，并感受到人类探索未知、挑战极限的伟大精神，从而激励我继续追寻科学的真理，拥抱更广阔的宇宙。

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《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，仿佛是那个世纪末对宇宙星辰大海的一次深情回望。1999年，一个充满变革与希望的年代，太空探索也进入了一个新的阶段。我很好奇，这本书将如何阐述太空飞行中的力学核心。它是否会像一位技艺精湛的制表师，将复杂的轨道动力学分解成精确的齿轮和发条，抑或是像一位富有远见的航海家，绘制出穿越宇宙星系的航线图？我期待这本书能以一种引人入胜的方式，展现出力学在太空飞行中的至关重要性，让我了解那些支撑着火箭升空、卫星运行、探测器远航的科学原理。这本书是否会包含当时最前沿的力学模型和计算方法，或者对经典理论在太空领域的创新应用进行深入探讨？我希望它能不仅是知识的传递，更能激发我对宇宙的想象，并让我感受到那个时代人类探索精神的磅礴力量。对我而言，这本书更像是一次与过去科学先驱的对话，让我有机会学习他们的智慧，理解他们对宇宙的执着追求，并从中汲取继续探索的动力，去追寻更遥远的星辰。

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拿到《Spaceflight Mechanics 1999》这本书，我的脑海中立刻浮现出无数关于太空旅行的浪漫想象。1999年，世纪之交的特殊节点，人们对未来的憧憬与日俱增，太空无疑是其中最耀眼的一颗星。这本书的题目如此直接，让我不禁猜测，它是否会深入剖析那些让火箭能够挣脱地球引力，在浩瀚宇宙中划出精准轨道的物理定律？是怎样的数学模型，才能支撑起每一次成功的载人航天任务，或者每一次精密探测器的星际漫游？我期待这本书能像一位技艺精湛的工匠，将复杂的力学原理层层剥离，用最清晰、最富有条理的方式展现在我面前。我希望它不仅能让我理解“为什么”，更能让我感受到“如何”。这本书是否会包含当时最前沿的研究成果，或者对经典力学理论在航天领域的应用进行一次全面的梳理？我迫切地想要知道，作者是如何在1999年这个时间点，对太空飞行力学进行一次系统性的总结和展望。这本书对我来说，不仅仅是一本技术手册，更是一份记录人类智慧与勇气的文件，它承载着那个时代对宇宙的好奇与探索精神，我希望能从中获得关于宇宙的更深层次的理解，以及对人类自身潜能的无限肯定。

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当我看到《Spaceflight Mechanics 1999》这本书的书名时，一种莫名的兴奋感油然而生。1999年，一个充满科技进步与未来幻想的年份，人们对太空的向往达到了新的高度。我迫切地想知道，这本书是如何阐述太空飞行中的力学原理的。它会像一位严谨的工程师，细致地解析火箭发射时的推力计算，卫星在轨道上的运动规律，还是会像一位富有远见的战略家，展望未来太空探索的力学挑战与解决方案？我希望这本书能够深入浅出，将那些看似高深的物理概念，用一种能够被普通读者理解的方式呈现出来。它是否会涵盖当时最先进的轨道设计技术，或者对经典力学理论在太空飞行中的应用进行一次深刻的回顾？我期待这本书能不仅仅是提供知识，更能激发我内心深处对科学探索的热情。它就像一块等待被发掘的宝藏，我希望能在这其中找到关于宇宙运行规律的清晰解释，以及人类在探索过程中所展现出的非凡智慧和勇气。这本书，对我来说，是一次对过去的追溯，也是一次对未来的启迪，它让我对人类挑战极限、探索未知的精神有了更深的认识。

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