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第1章 绪论 1

1．1 航天飞行器简介 1

1．1．1 航天飞行器 2

1．1．2 航天器的轨道 7

1．1．3 航天器的姿态稳定 12

1．1．4 航天器的环境载荷 16

1．1．5 航天器的应用 16

1．2 航天飞行器的动力学问题 17

1．2．1 简单航天器的动力学问题 17

1．2．2 复杂航天器的动力学问题 18

1．3 我国航天器的发展状况 24

第2章 飞行器动力学建模的基本方法 32

2．1 牛顿－欧拉法 32

2．2 拉格朗日法 37

2．3 达朗贝尔原理 44

2．4 凯恩方法 45

2．5 虚功原理 46

第3章 飞行器轨道动力学与控制 47

3．1 航天飞行器运行轨道 47

3．1．1 坐标系 48

3．1．2 轨道方程（二体运动） 49

3．1．3 航天飞行器轨道摄动 55

3．1．4 用矢量法求摄动运动方程 57

3．2 航天飞行器轨道转移 61

3．2．1 同平面内的轨道转移 61

3．2．2 非共面轨道转移 63

第4章 飞行器姿态动力学 65

4．1 姿态参数的描述 65

4．2 运动学方程 67

4．3 刚体姿态动力学方程 68

4．4 航天飞行器环境扰动 70

4．4．1 重力梯度力矩 71

4．4．2 大气阻力矩 73

4．4．3 地磁力矩 73

4．4．4 太阳光压力矩 74

4．4．5 星上惯性力矩 76

第5章 飞行器姿态稳定控制 78

5．1 重力稳定航天器 78

5．1．1 伸收杆过程的系统姿态运动方程 79

5．1．2 重力稳定过程的系统姿态运动方程 80

5．1．3 重力稳定的天平动频率和周期 81

5．1．4 重力稳定的稳定性条件 82

5．2 自旋稳定航天器 82

5．2．1 航天器自旋稳定原理 82

5．2．2 单自旋稳定航天器姿态动力学 83

5．2．3 双自旋稳定航天器姿态动力学 86

5．2．4 自旋航天器的主动控制 91

5．3 三轴稳定航天器 96

5．3．1 姿态控制器 97

5．3．2 飞轮控制姿态动力学方程 98

5．3．3 单框架控制力矩陀螺稳定航天器姿态动力学方程 101

第6章 复杂航天飞行器动力学 105

6．1 多体系统的运动学分析 105

6．1．1 多体系统的混合坐标系及其相关矩阵 105

6．1．2 多刚体系统的运动学 107

6．1．3 柔性多体系统的运动学 110

6．2 用牛顿－欧拉法建立复杂航天器的动力学方程 113

6．2．1 多刚体系统的单体动力学方程 113

6．2．2 多柔体系统的单体动力学方程 116

6．3 拉格朗日法建立复杂航天器的动力学方程 119

6．3．1 中心刚体加柔性附件类航天器动力学方程 119

6．3．2 含复合柔性结构类航天器动力学方程 124

6．4 凯恩法建立复杂航天器的动力学方程 127

6．4．1 相邻柔性体间的运动学关系 127

6．4．2 多体系统中柔性体Bk的运动学方程 130

6．4．3 柔性多体系统动力学方程 132

6．5 柔性航天器动力学分析算例 133

第7章 载人航天飞行 139

7．1 载人航天环境和生命保障 139

7．1．1 航天器环境 139

7．1．2 环境控制和生命保障 140

7．2 载人航天史 142

7．3 载人航天飞行器 145

7．3．1 宇宙飞船 145

7．3．2 航天飞机 147

7．3．3 载人空间站 152

7．4 展望火星飞行 158

第8章 星际航行 163

8．1 星际航行的基本理论 163

8．1．1 齐奥尔科夫斯基公式 163

8．1．2 阿克莱公式 164

8．1．3 航天飞行速度 167

8．2 太阳系探测 172

8．2．1 太阳系 173

8．2．2 行星际探测 178

8．2．3 行星际航行轨道 184

8．3 恒星际飞行 189

参考文献 193