Atmospheric Re-Entry Vehicle Mechanics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Gallais, Patrick

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:

价格:842.00

装帧:

isbn号码:9783540736462

丛书系列:

图书标签:

大气再入
航天器
空气动力学
热防护
飞行力学
控制系统
轨迹优化
姿态控制
结构力学
再入技术

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具体描述

Ballistic reentry vehicles, capsules and planetary probes are the fastest human designed objects to fly through planet’s atmospheres. With velocities over Mach 20, RV’s have to dissipate a huge kinetic energy, and environment may exceed 100 g’s at center of mass, 100 bars stagnation pressure and 100 MW/m² on nosetip. Design of thermal protection system is a formidable material engineering problem. Vehicle conception covers large discipline realms, among which Aerodynamics and Flight Mechanics are essential as they only can provide necessary aeroshell shape, mass and inertia properties and tolerances to achieve adequate environment and trajectory performance. Capsules and probes have different missions and entry conditions but approaches and methods are identical. Based on a long engineering experience, this book offers a comprehensive and state of the art analysis of aerodynamic and flight mechanic entry topics. In addition, it provides a large set of application exercises and solutions. It is addressed to university and engineering school students, as well as engineers in aerospace companies and government agencies, or simply curious readers.

好的，这是一本关于行星际导航与轨道动力学的图书简介，其内容不涉及大气再入飞行器力学： --- 书名：《星际航迹：行星际轨道动力学与深空导航的理论与实践》内容简介：《星际航迹：行星际轨道动力学与深空导航的理论与实践》是一部全面深入探讨航天器在行星际空间中运动规律、轨道设计、以及高精度导航技术的专著。本书旨在为从事深空探测任务的工程师、空间科学研究人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供坚实的理论基础和实用的技术指导。本书的叙事脉络清晰，从基础的牛顿引力定律和开普勒运动定律出发，逐步构建起一个复杂而精确的行星际运动模型。我们首先详细阐述了二体、三体问题的解析解和数值解法，重点分析了在太阳系内，航天器如何利用开普勒轨道实现从一个天体向另一个天体的转移。第一部分：基础轨道力学与天体力学本部分致力于夯实读者在轨道力学领域的基础。我们详细解析了轨道六根数（Orbital Elements）的意义、转换以及在不同坐标系之间的相互映射。书中包含了对摄动力的系统性分析，包括太阳光压、潮汐力以及其他次要天体引力的影响。特别地，我们深入探讨了雅可比积分在特定保守系统中的应用，以及如何利用拉格朗日点（Lagrange Points）附近的周期性轨道（如Halo和Lissajous轨道）来规划低能耗的探测任务。对高阶球谐函数在非球形天体引力场建模中的应用进行了详尽的论述，这对于精确预测近地或近月轨道至关重要。第二部分：行星际转移轨道设计本书的核心内容之一是行星际转移轨道的优化与设计。我们从经典的霍曼转移（Hohmann Transfer）开始，逐步扩展到更复杂的动力学约束下的优化问题。读者将学习如何运用庞氏圆锥理论（Porkchop Plots）来识别最佳的发射窗口，平衡飞行时间与燃料消耗。书中对“低能耗转移轨道”（Low-Energy Transfers, LETs）进行了深入的介绍，特别是关于捕捉/逃逸路径的设计，例如如何利用“弱耦合区”（Weak Stability Boundary, WSB）理论来实现极低 $Delta V$ 的天体捕获或发射。我们提供了大量关于设计火星、木星等主要行星际任务转移轨迹的案例分析，包括如何处理行星会合周期和发射时机对任务成败的关键影响。第三部分：轨道机动与姿态控制基础在深空任务中，精确的轨道修正（Orbit Correction Manoeuvres）是维持任务精度的关键。本部分详细介绍了各种机动策略，包括最小燃料冲量机动、定点机动以及多目标优化下的策略选择。书中包含了脉冲推进（Impulsive Maneuvers）和低推力推进（Low-Thrust Propulsion）两种方式的数学建模和轨迹优化方法。对于姿态动力学部分，我们着重于描述性地解析刚体在空间中的运动，讨论了欧拉方程、四元数在姿态表示中的优势与挑战。本书详细讲解了惯性测量单元（IMU）的数据融合技术，例如如何结合陀螺仪、加速度计和磁力计的数据，通过卡尔曼滤波（Kalman Filter）实现高精度的姿态估计。第四部分：深空导航与观测技术深空导航是确保航天器到达预定目标的核心技术。本部分全面梳理了主要的导航观测技术及其数据处理流程。测距与测速：对基于多普勒频移的无线电测速（Doppler Tracking）和基于延迟时间的往返时间测量（Two-Way Ranging）的物理原理、误差源和精度提升方法进行了细致的讲解。 VLBI/Delta-DOR：详细阐述了甚长基线干涉测量（VLBI）和差分距角（Delta-DOR）技术在提供高精度方位角和仰角信息方面的应用，这是导航精度突破的关键技术。导航数据处理：书中提供了如何将原始观测数据（如测距残差、多普勒残差）转化为状态估计的完整框架。我们深入探讨了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在非线性轨道确定中的应用，以及如何构建和维护任务的全局导航误差模型。本书的特色：《星际航迹》不仅是一本理论教科书，更是一本实战指南。每一章节都结合了实际的航天任务案例（如“旅行者号”、“卡西尼号”等经典任务的轨道设计思想），配有大量的数学推导和工程应用实例。书中提供了大量利用MATLAB/Python等工具包进行轨道传播和数据分析的伪代码和范例，帮助读者将理论知识直接应用于工程实践。本书的最终目标是使读者能够独立设计一个复杂的多天体行星际转移任务，并为其建立一套鲁棒、高精度的导航和控制策略。它代表了当前行星际航行理论与实践研究的前沿水平。 ---