飛行器動力學與控制（簡體書）

張嘉鐘、魏英杰、曹偉編著的《飛行器動力學與控制》根據國防科工
委“十一五”規劃教材的要求，針對力學專業的教學需要編寫。《飛行器
動力學與控制》內容包括：緒論，飛行器動力學建模的基本方法，飛行器
軌道動力學與控制，飛行器姿態動力學，飛行器姿態穩定控制，復雜航天
飛行器動力學，載人航天飛行，星際飛行等。通過本課程的學習使力學專
業的本科生、研究生或相關專業的學生對航天飛行器的背景知識增加了解
，掌握空間飛行器動力學分析的基本方法，明確航天器動力學研究的內容
，把握復雜航天器動力學研究的方向。
《飛行器動力學與控制》可作為高等學校力學專業和相關專業的本科
生和研究生的教學或自學用書，也可供研究人員和技術人員參考。

張嘉鐘、魏英杰、曹偉編著的《飛行器動力學與控制》共分8章：第1章緒論，介紹了航天器及航天器動力學研究的問題；第2章飛行器動力學建模的基本方法，介紹了牛頓一歐拉法、拉格朗日法、凱恩法等航天飛行器建模的主要基本方法；第3章飛行器軌道動力學與控制，介紹了飛行器的運行軌道、軌道轉移和軌道攝動源等問題及相關概念；第4章飛行器姿態動力學，介紹了簡單飛行器的姿態動力學及姿態控制的原理；第5章飛行器姿態穩定控制，介紹了重力梯度穩定、自旋穩定和三軸穩定的原理；第6章復雜航天飛行器動力學，介紹了復雜航天器的多體動力學以及多柔性體動力學建模的問題；第7章載人航天飛行，介紹了載人航天環境和生命保障、載人航天器及載人航天史；第8章星際飛行，介紹了空間航行的基本理論、太陽系探測以及恒星際航行所面臨的時空和技術問題。
本書可以作為高等學校本科生和研究生的教學用書。

第1章 緒論
1.1 航天飛行器簡介
1.1.1 航天飛行器
1.1.2 航天器的軌道
1.1.3 航天器的姿態穩定
1.1.4 航天器的環境載荷
1.1.5 航天器的應用
1.2 航天飛行器的動力學問題
1.2.1 簡單航天器的動力學問題
1.2.2 復雜航天器的動力學問題
1.3 我國航天器的發展狀況
第2章 飛行器動力學建模的基本方法
2.1 牛頓—歐拉法
2.2 拉格朗日法
2.3 達朗貝爾原理
2.4 凱恩方法
2.5 虛功原理
第3章 飛行器軌道動力學與控制
3.1 航天飛行器運行軌道
3.1.1 坐標系
3.1.2 軌道方程（二體運動）
3.1.3 航天飛行器軌道攝動
3.1.4 用矢量法求攝動運動方程
3.2 航天飛行器軌道轉移
3.2.1 同平面內的軌道轉移
3.2.2 非共面軌道轉移
第4章 飛行器姿態動力學
4.1 姿態參數的描述
4.2 運動學方程
4.3 剛體姿態動力學方程
4.4 航天飛行器環境擾動
4.4.1 重力梯度力矩
4.4.2 大氣阻力矩
4.4.3 地磁力矩
4.4.4 太陽光壓力矩
4.4.5 星上慣性力矩
第5章 飛行器姿態穩定控制
5.1 重力穩定航天器
5.1.1 伸收桿過程的系統姿態運動方程
5.1.2 重力穩定過程的系統姿態運動方程
5.1.3 重力穩定的天平動頻率和周期
5.1.4 重力穩定的穩定性條件
5.2 自旋穩定航天器
5.2.1 航天器自旋穩定原理
5.2.2 單自旋穩定航天器姿態動力學
5.2.3 雙自旋穩定航天器姿態動力學
5.2.4 自旋航天器的主動控制
5.3 三軸穩定航天器
5.3.1 姿態控制器
5.3.2 飛輪控制姿態動力學方程
5.3.3 單框架控制力矩陀螺穩定航天器姿態動力學方程
第6章 復雜航天飛行器動力學
6.1 多體系統的運動學分析
6.1.1 多體系統的混合坐標系及其相關矩陣
6.1.2 多剛體系統的運動學
6.1.3 柔性多體系統的運動學
6.2 用牛頓—歐拉法建立復雜航天器的動力學方程
6.2.1 多剛體系統的單體動力學方程
6.2.2 多柔體系統的單體動力學方程
6.3 拉格朗日法建立復雜航天器的動力學方程
6.3.1 中心剛體加柔性附件類航天器動力學方程
6.3.2 含復合柔性結構類航天器動力學方程
6.4 凱恩法建立復雜航天器的動力學方程
6.4.1 相鄰柔性體間的運動學關系
6.4.2 多體系統中柔性體Bk的運動學方程
6.4.3 柔性多體系統動力學方程
6.5 柔性航天器動力學分析算例
第7章 載人航天飛行
7.1 載人航天環境和生命保障
7.1.1 航天器環境
7.1.2 環境控制和生命保障
7.2 載人航天史
7.3 載人航天飛行器
7.3.1 宇宙飛船
7.3.2 航天飛機
7.3.3 載人空間站
7.4 展望火星飛行
第8章 星際航行
8.1 星際航行的基本理論
8.1.1 齊奧爾科夫斯基公式
8.1.2 阿克萊公式
8.1.3 航天飛行速度
8.2 太陽系探測
8.2.1 太陽系
8.2.2 行星際探測
8.2.3 行星際航行軌道
8.3 恒星際飛行
參考文獻