导弹试验的设计与评估 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:663

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出版时间:2010-9

价格:128.00元

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isbn号码:9787030287809

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《航天器的热控系统设计与实践》 内容梗概 本书深入探讨了航天器在复杂空间环境中生存和高效运行所必需的热控系统的设计原理、关键技术、分析方法以及实际工程应用。通过系统性的梳理和阐述，本书旨在为读者提供一个全面而深入的认知框架，理解航天器热控系统如何应对极端温度变化、太阳辐射、地球反射与红外辐射，以及自身设备产生的热量，从而确保航天器各部件在规定温度范围内正常工作。 第一章：空间环境与航天器热负荷分析 本章首先详细介绍了航天器所处的空间环境特性，包括真空度、太阳辐射光谱与强度、地球大气层的反射与红外辐射、行星/月球表面的反射与红外辐射，以及空间碎片和微流星体的潜在影响。在此基础上，本书重点阐述了航天器在运行过程中产生的各种热负荷，如电子设备的功耗发热、电池充放电产生的热量、太阳能电池板吸收的太阳能，以及不同材料对热辐射的吸收与反射特性。通过对这些热负荷进行精确的量化分析，为后续的热控系统设计奠定基础。读者将学习到如何根据航天器的任务剖面、轨道参数以及结构布局，建立详细的热模型，识别关键的热节点和热量传递路径。 第二章：航天器热控系统基本原理与组成 本章深入剖析了航天器热控系统的基本工作原理，包括热传导、热对流（在真空环境下为辐射主导）和热辐射等三种主要的热量传递方式。本书详细介绍了构成航天器热控系统的关键组成部分，并逐一阐述其功能与作用。这些组成部分包括： 被动热控组件： 热控涂层与表面处理： 讲解不同类型热控涂层的光学特性（太阳吸收率、红外发射率），如多层绝缘材料（MLI）、氧化铝、二氧化硅等，以及它们如何通过改变表面辐射特性来控制热量吸收与散失。 隔热材料： 介绍如泡沫材料、气凝胶等隔热材料在减少结构传热中的应用。 热扩散材料： 阐述如热管、均温板等高导热材料在均匀化航天器内部温度分布方面的作用。 热开关： 解释其原理和应用，通过控制导热通路来调节热量流动。 主动热控组件： 散热器（Radiators）： 详解散热器的设计原理，包括其形状、尺寸、表面处理和安装方式对散热效率的影响。 加热器（Heaters）： 介绍电阻加热器、射频加热器等，用于在极端低温环境下为关键部件提供所需的最低温度。 制冷器（Coolers）： 讨论如斯特林制冷器、脉冲管制冷器等在需要极低温度的应用中的作用。 热泵（Heat Pumps）与热管（Heat Pipes）： 详细介绍热管的工作原理，包括其蒸发段、绝热段和冷凝段，以及它们在高效传输热量方面的巨大优势，并介绍主动热管和可变导热热管。 流体回路（Fluid Loops）： 探讨使用如氨、氟利昂等工作流体进行热量输运的系统，包括泵、阀门、换热器等组件的设计与集成。 第三章：热控系统设计方法与分析工具 本章详细介绍了航天器热控系统的设计流程和关键分析方法。从初步的概念设计阶段，到详细的设计和优化，再到最终的验证，本书为读者提供了一个清晰的设计路线图。 设计流程： 涵盖了需求分析、热模型建立、参数选定、组件选型、系统集成、性能分析与验证等各个环节。 热模型建立： 详细介绍了集总参数法（ Lumped Parameter Method）和节点法（Nodal Method）等建立热模型的方法，并阐述了如何考虑不同热量传递机制。 分析工具： 重点介绍了常用的数值仿真软件，如Thermal Desktop, ESATAN-TMS, COMSOL Multiphysics等，并讲解了如何利用这些工具进行瞬态和稳态热分析，求解温度分布、热流密度等关键参数。 设计优化： 探讨了如何通过参数化分析和多目标优化技术，在满足热控性能要求的前提下，最小化热控系统的质量、功耗和成本。 可靠性与容错设计： 强调了在热控系统设计中应考虑的可靠性因素，如组件失效模式分析、冗余设计以及故障诊断与恢复策略。 第四章：热控系统的关键技术与工程实践 本章聚焦于航天器热控系统中一些关键且复杂的技术，并结合实际工程案例进行讲解。 多层绝缘（MLI）设计与应用： 深入分析MLI的层数、层间距、隔热材料选择以及包裹方式对隔热效果的影响，并探讨其在低温与高温环境下的应用。 热管的设计与优化： 详细阐述热管的选型（如碱金属热管、水热管）、工作流体选择、尺寸设计、灌注量计算以及弯曲和安装对性能的影响。 散热器设计与热阻分析： 讲解散热器的表面积、形状因子、发射率优化，以及与结构连接的热阻分析，确保热量能高效地辐射到空间。 温控组件的选型与集成： 详细介绍加热器、温控开关、传感器等组件的性能指标、接口要求以及在热控系统中的集成方法。 电缆与连接器的热设计： 阐述电缆和连接器产生的电能损耗如何转化为热量，以及如何通过合理的布线和接口设计来管理这些热量。 先进热控技术： 简要介绍了一些前沿的热控技术，如智能热控、自适应热控、微通道散热器等，展望了未来的发展方向。 第五章：热控系统的地面验证与在轨监测 本章侧重于航天器热控系统的地面测试和在轨运行期间的监测与管理。 地面热真空试验： 详细介绍了热真空试验的目的、设备要求（真空室、热模拟器、冷壁）、试验过程（温度循环、稳态保持）以及数据分析方法，强调了试验条件与在轨环境的模拟精度。 热电性能测试： 讲解了如何对热控组件（如热管、加热器、散热器）进行性能测试，以验证其设计参数和可靠性。 热模型验证： 阐述了如何利用地面试验数据来验证和修正热模型，提高模型的预测精度。 在轨热控监测： 介绍了航天器上安装的温度传感器、热流传感器等监测设备，以及如何通过遥测数据对航天器热控系统进行实时监控。 故障诊断与在轨维护： 探讨了在轨运行中可能出现的温度异常情况，以及如何通过监测数据进行故障诊断，并采取相应的规避措施或进行远程操作以维持热控系统的正常工作。 结论 本书通过对航天器热控系统设计与实践的深入探讨，为读者提供了一个系统性的学习平台。无论是从事航天器系统设计、热控工程师，还是对航天技术感兴趣的学生与研究人员，都能从中获得宝贵的知识和实践指导。本书强调了热控系统在航天器任务成功中的关键作用，并鼓励读者在掌握基本原理的基础上，不断探索和创新，以应对未来更复杂、更具挑战性的航天任务对热控技术提出的更高要求。

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要说这本书给我最深刻的印象，那一定是它对“跨学科协作的必要性”的强调。在讨论如何构建一个全面的试验评估体系时，作者并没有将重点仅仅放在气动、推进或制导这些核心专业上。相反，他花了相当大的篇幅去阐述，为什么一个成功的试验项目，必须深度整合信息安全、实时数据传输标准，甚至包括试验现场的物流管理和人员培训体系。他甚至用了一个小节来讨论“可视化界面设计对试验指挥决策效率的影响”，这在以往的专业书籍中是极少涉及的边缘领域。这种将整个项目生态系统纳入评估范畴的广阔视野，让人意识到，现代复杂系统工程早已不再是几个技术专家的单打独斗。这本书提供了一个综合性的框架，它指导我们如何从一个更宏观、更贴近实际操作的角度去规划和执行一个复杂的工程项目，真正体现了“系统工程”的精髓所在。

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我拿到这本书后，主要是想找一些关于“风险评估矩阵”在复杂系统工程中应用的具体实例。这本书在这方面的论述，可以说超出了我的预期，它没有停留在理论层面，而是直接将评估过程融入到了实际的系统设计流程中。作者引入了一个非常创新的概念，叫做“多维冗余度考量模型”，这个模型将系统的可靠性、可维护性和成本效率放在一个动态的平衡点上去讨论。我发现，很多传统教材在谈论可靠性时，往往会倾向于堆砌冗余部件，但这本书却指出了这种做法的局限性——过度的冗余反而可能引入新的故障模式。作者通过对几种不同类型导弹的虚拟故障树分析，清晰地展示了如何通过优化软件逻辑和引入智能故障诊断系统，在不增加硬件复杂性的前提下，显著提升整体的抗干扰能力。这种“智慧胜于蛮力”的设计哲学，让人耳目一新。它迫使我重新审视自己过去对“健壮性”的理解，这本书的视角非常具有前瞻性。

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这本书的语言风格非常严谨，但同时又充满了对工程美学的追求。我不是一个纯粹的理论工作者，我更关心的是“为什么”要这样做，而不是仅仅“如何”计算。作者在介绍“数据采集与后处理”章节时，花了大量篇幅讨论“测量的不确定性”与“决策的确定性”之间的哲学张力。他强调，任何实测数据都带有某种程度的噪音和偏差，因此，评估的艺术不在于找到一个“完美”的数字，而在于构建一个置信区间，并基于这个区间做出最稳健的工程判断。这种对科学严谨性的坚持，贯穿了全书。例如，在讨论“命中精度评估”时，书中详细区分了“统计精度”和“物理精度”的概念，并解释了为什么在某些高超声速测试中，依赖单一的传感器读数是极其危险的。阅读过程中，我不断地被提醒，要对每一个输出结果保持一份健康的怀疑和批判精神，这对于任何从事高精度工程领域的人来说，都是至关重要的职业素养。

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这本书，刚拿到手的时候，我还在想，这名字听起来就挺硬核的，得是专业人士才能看懂的吧？我一个业余爱好者，抱着试试看的心态翻开了第一页。没想到，作者的叙述方式非常接地气，完全没有那种高高在上的学术腔调。他从最基础的原理讲起，比如什么是“弹道修正”啊，如何计算“飞行轨迹的误差敏感度”啊，这些我平时在科普文章里一扫而过的内容，在这里被拆解得非常细致。我印象最深的是关于“环境扰动对导弹精度的影响”那一章，作者不仅列举了风速、气压变化这些宏观因素，还深入到了微观层面，比如发射瞬间的震动对惯性导航系统的初始误差是如何累积的。他用了很多生动的比喻，把复杂的数学模型比作是盖楼的蓝图，强调了设计阶段的每一个小决策是如何影响最终“大厦”的稳定性的。读完这部分，我才真正理解，为什么一枚导弹的成功发射背后，需要跨越多少个工程难关。那种把复杂问题简单化的能力，真的体现了作者深厚的功力和教学热情。这本书的价值不仅仅在于知识的传递，更在于它提供了一种严谨的、系统性的问题解决思路，让我对工程设计有了一个全新的认识。

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这本书的排版和插图设计简直是教科书级别的典范，每一页的布局都经过了深思熟虑，让人在阅读过程中感到非常舒适，而不是那种密密麻麻、让人望而生畏的技术手册感。尤其值得称赞的是那些复杂流程图和系统架构图，线条清晰，逻辑层次分明，即便是初次接触相关概念的人，也能迅速把握住核心流程。我特别留意了书中关于“试验方案的迭代优化”那一部分，作者没有简单地罗列出一套标准流程，而是通过几个虚构的、但细节逼真的案例，展示了研究团队是如何在早期失败中吸取教训，并逐步调整试验参数的。比如，他们如何通过增加对特定传感器数据的采样频率，成功捕捉到先前被忽略的瞬态信号，进而修正了控制算法的缺陷。这种“从错误中学习”的叙事方式，比纯粹的理论推导要引人入胜得多。它让读者感受到，科学探索的本质就是不断试错和修正，每一个成功的背后，都可能堆积着无数次的失败数据。这本书的图文结合达到了一个极高的平衡点，让知识吸收的效率大大提高。

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