航天飞机空气动力学分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张鲁民 编

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:2009-5

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787118056556

丛书系列:

图书标签:

• 航天飞机
• 航天与宇航科技工程
• 航天
• 空气动力学
• 物理
• 控制
• 航天飞机
• 空气动力学
• 气动分析
• 飞行器设计
• 航空工程
• 数值模拟
• CFD
• 气流控制
• 飞行控制
• 工程技术

书籍简介： 《星际航行基础理论与前沿探索》 本书旨在为读者构建一个全面、深入的星际航行理论知识体系，并聚焦当前航天科技领域最具前瞻性和挑战性的研究方向。全书内容横跨理论物理、先进推进技术、生命保障系统、深空辐射防护以及星际环境适应性等多个关键维度，力求为有志于探索宇宙奥秘的工程师、科研人员和高阶爱好者提供一份兼具深度与广度的参考指南。 第一部分：理论基石与空间动力学 本部分首先回顾了经典力学在处理轨道力学问题上的精确性与局限性，随后重点阐述了基于广义相对论的引力场理论在处理高精度深空探测任务中的应用。我们详细分析了多体问题在复杂星系环境下的数值解法，特别是针对“卡西尼定律”在行星际轨道优化中的应用实例。 随后，本书深入探讨了空间环境的物理特性。我们不仅对太阳风的性质、磁层耦合效应进行了详尽的描述，还引入了对星际介质中微观粒子密度和能量分布的最新测量数据分析。这部分内容特别关注了在不同航程尺度下，如何精确建模航天器受到的微小扰动力矩，以及如何利用这些模型优化长期自主导航系统的性能。 第二部分：革命性的推进技术 传统化学火箭的推力限制是人类迈向深空的主要瓶颈。因此，本书将大量篇幅献给下一代革命性推进技术的研究进展。 核热推进（NTP）与核电推进（NEP）： 我们对不同堆芯设计（如固体芯、液态芯和气态芯反应堆）的效率、安全性和比冲进行了细致的对比分析。特别展示了最新的高温陶瓷材料在反应堆结构中的应用，这极大地提升了NTP系统的长期运行温度和比冲潜力。在NEP方面，本书详细解析了高功率离子推进器（如VASIMR的最新迭代）的工作原理，重点探讨了等离子体约束技术（磁镜约束与惯性约束）的瓶颈突破。 前沿概念推进： 对于更为激进的理论，如聚变推进、反物质推进以及理论上的曲速驱动（Warp Drive）的物理学基础，本书进行了审慎的探讨。我们没有停留在概念层面，而是基于现有粒子物理实验的限制，评估了这些技术在未来五十年内实现工程化的可行性概率和技术路线图。 第三部分：深空生命保障与人为因素 长达数年甚至数十年的深空任务对航天员的生理和心理健康构成了严峻挑战。本部分是全书极具人文关怀和工程实践价值的部分。 闭环生命支持系统（CLSS）： 我们详细剖析了如何实现水、氧气和食物的近乎100%循环利用。内容涵盖了生物再生系统（如微藻反应器）与物理化学再生系统（如萨巴蒂埃反应器）的集成优化策略，并给出了火星长期基地所需的资源平衡模型。 辐射防护工程： 深空环境中的银河宇宙射线（GCRs）和太阳高能粒子事件（SPEs）是致命威胁。本书分析了传统质量屏蔽的局限性，并着重介绍了主动屏蔽技术，如基于磁场或等离子体产生的高效辐射偏转方案的理论可行性研究。同时，本书还包含了对辐射剂量监测、生物效应预测模型的最新进展。 第四部分：星际通信与自主导航 随着探测器飞离太阳系边缘，延迟和信号衰减成为核心问题。 超远距离通信： 本部分讨论了如何通过提高天线增益、优化编码理论（如低密度奇偶校验码 LDPC 在深空中的应用）和利用量子纠缠辅助机制（探讨性内容）来维持高可靠性的数据链路。我们提供了对“深空网络”（DSN）未来升级路线图的专业评估。 人工智能与自主决策： 在通信延迟动辄数小时的情况下，飞船必须具备高度的自主性。本书深入探讨了基于深度学习的自主故障诊断系统、行星际环境感知与规避算法，以及无需地面干预的复杂任务重规划能力。我们提供了航天器自主导航中，如何融合星光跟踪、惯性测量单元（IMU）数据和激光雷达（LiDAR）点云匹配的先进算法框架。 第五部分：系外行星探索与未来展望 本部分将视角投向更遥远的未来——对系外行星的直接探测与潜在的可居住性评估。 我们分析了下一代太空望远镜（如后詹姆斯·韦伯望远镜概念）在探测遥远系外行星大气特征光谱方面的技术路线。内容包括如何从背景星光中分离出微弱的行星信号，以及如何利用先进光谱分析技术识别生物标志物（如氧气、甲烷、水蒸气）的组合特征。最后，本书对未来几代星际探测器任务（如对奥尔特云和赫里俄斯带的探测）的系统需求进行了前瞻性总结。 本书以严谨的科学态度和前沿的工程视野，为读者呈现了一幅跨越数十年、涉及多学科交叉的宏大星际航行蓝图。它不仅是知识的汇集，更是对人类突破地球引力，成为真正星际物种的深刻思考。

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这本书的学术气息非常浓厚，从封面设计到章节标题，都透着一股不容置疑的专业性。我是在一个需要撰写技术报告的压力下，希望能快速掌握特定领域核心知识的背景下找到它的。我原本期待这本书能提供一个高效的“速查手册”结构，比如针对特定问题，能够迅速定位到相关的理论公式、限制条件和应用实例。空气动力学分析，意味着大量的微分方程、张量分析以及复杂的数值方法，我希望书中能清晰地区分出哪些是基础理论的推导，哪些是针对航天飞机这种特殊构型的优化手段。一个好的教科书应该能帮我建立起一个清晰的知识地图，让我知道在分析升力体时，我们首先要考虑的是哪些边界条件，接着如何应用哪些简化模型，最后才引入修正项。如果这本书的重点在于建立和求解那些描述复杂非定常流动的偏微分方程组，并侧重于理论的严谨性而非工程应用的便捷性，那么对于我这种追求快速解决实际问题的读者来说，可能需要花费大量时间在“消化”那些纯理论部分上。

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这本书的封面设计实在是太引人注目了，深邃的蓝色调，配上充满未来感的线条勾勒出的飞行器剪影，一下子就把我的思绪带到了浩瀚的星空之下。我一直对航天领域抱有近乎狂热的兴趣，尤其那种集成了人类智慧与工程奇迹的复杂系统，更是让我着迷。所以，当我在书店看到这本书时，那种强烈的“必须拥有”的冲动是难以抑制的。拿到手里，沉甸甸的手感也给了我一种踏实感，仿佛抓住了通往未知领域的一把钥匙。不过，我得承认，我最初的期待可能更多地集中在那些炫酷的发射场景、宇航员的幕后故事，或者至少是能让我这个非专业人士也能大致领略到航天器外形设计美学的章节。我期望它能像一本精美的图册配上深入浅出的文字说明，让我能更好地理解那些在电视上看到过的壮观场面的物理原理。这本书的装帧和排版看起来都非常专业，这无疑为它增添了不少权威性，让人愿意相信它能提供独到且深刻的见解。我迫不及待地想翻开它，看看它究竟是如何展现那份穿越大气层、拥抱真空的挑战与辉煌的。

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作为一个业余爱好者，我最初拿起这本书是抱着一种“朝圣”的心态，期望能从中获得一些关于航天器设计哲学的启示。我一直好奇，那些决定了升力、阻力、稳定性和控制性的空气动力学参数，是如何在数以万计的设计变量中被最终敲定的。我的想象中，这本书应该会像一位经验丰富的老教授，耐心地引导我走过从亚音速到高超音速的每一个气动窗口，解释为什么某些翼型会被选中，而另一些则被淘汰。我希望能看到大量关于边界层分离、激波控制以及再入大气层时热防护与气动耦合的详细讨论，最好能配有清晰的流程图或者关键数据的对比表格。我特别关注的是，这本书是否能提供一个清晰的框架，帮助我理解不同马赫数下，气动力的变化如何直接影响到航天飞机的主体结构设计和燃料消耗预算。如果它能提供一些关于风洞试验与计算流体力学（CFD）结果相互验证的讨论，那对我来说将是极具价值的补充。

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我是在一个需要深度学习某个工程领域的契机下，经由一位资深工程师的推荐才接触到这本书的。坦白说，我原本设想的是一本侧重于系统集成、任务规划或者推进技术突破的综合性读物。毕竟，“航天飞机”这个词汇本身就代表了一个庞大且多学科交叉的复杂工程。我希望书中能涵盖大量的案例研究，比如某个特定任务中遇到的空气动力学难题是如何被攻克，或者不同飞行阶段对气动布局产生的独特要求。当我翻阅目录时，虽然能感受到其严谨的结构，但那种直观的、能够立即激发我热情的“故事性”内容似乎并不突出。我更倾向于看到一些关于设计迭代的历史脉络，那些充满戏剧性的设计选择背后的权衡与妥协。这本书的标题虽然明确指向了“空气动力学分析”，但对于我这种刚开始涉猎这个领域的读者来说，如何将那些复杂的数学模型与实际的飞行现象联系起来，提供一些直观的类比或生动的图示来辅助理解，会是更理想的阅读体验。它似乎更偏向于将读者定位在一个已经具备一定专业背景的基础上进行深层次的探讨。

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我关注这本书的原因，更多是出于对“空气动力学”这门学科本身在极端环境下的表现力的敬畏。我常常想象，当一个巨大的固体金属结构以数倍音速冲入稀薄的大气层时，它所承受的极端载荷和温度是如何被精确预测和控制的。我希望这本书能提供一个宏观的视角，比如如何从整体的气动布局上影响整个任务的成败，而不只是局限于某一个翼尖的局部流动分析。我渴望看到的是那种能够将气动学、热力学和结构力学巧妙地编织在一起的论述，展现出多物理场耦合带来的复杂美感。比如，气动加热对材料性能的影响，以及反过来材料的刚度变化如何反馈到气动载荷的计算中。如果这本书能够提供一个清晰的案例，展示在设计过程中，工程师们是如何通过调整气动参数来平衡阻力损失与热防护成本的，那将是非常精彩的阅读体验。我期待它能带领我领略到，空气动力学分析如何在航天飞机的设计中扮演了“定乾坤”的关键角色。

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