航天器交會(huì)對(duì)接技術(shù)

內(nèi)容概要

本書(shū)密切結(jié)合載人航天工程，從交會(huì)對(duì)接基本軌道原理與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)出發(fā)，深入系統(tǒng)地研究了交會(huì)對(duì)接過(guò)程中軌道動(dòng)力學(xué)模型、交會(huì)對(duì)接的飛行策略、導(dǎo)引與控制規(guī)律、發(fā)射窗口等問(wèn)題，全面完整地紿出了工程實(shí)用的理論模型和工程仿真算例。主要內(nèi)客包括：交會(huì)運(yùn)動(dòng)理論；遠(yuǎn)程段變軌、調(diào)相與導(dǎo)航過(guò)渡段設(shè)計(jì)；近程段制導(dǎo)與軌跡控制；最終逼近段的相對(duì)狀態(tài)測(cè)定、估計(jì)與控制；聯(lián)接機(jī)構(gòu)與聯(lián)接動(dòng)力學(xué)；對(duì)接后的分離與軌道轉(zhuǎn)移；交會(huì)飛行程序設(shè)計(jì)與發(fā)射時(shí)間選擇。    本書(shū)是廣大航天科技工作者學(xué)習(xí)和掌握航天器交會(huì)對(duì)接技術(shù)的一本優(yōu)秀教材和科技參考書(shū)，主要讀者對(duì)象為載人航天設(shè)計(jì)師以及高校航天專業(yè)研究生。

作者簡(jiǎn)介

朱仁璋，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)博士。北京航空航天大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。江蘇省揚(yáng)州市人，1941年11月出生。1960年，江蘇省揚(yáng)州中學(xué)畢業(yè)。1965年，南京大學(xué)天文學(xué)系畢業(yè)。1965年至1985年，在第七機(jī)械工業(yè)部第八設(shè)計(jì)院與航天部第五研究院(中國(guó)空間技術(shù)研究院)，從事火箭與衛(wèi)星設(shè)計(jì)工作：參加了我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星運(yùn)載火箭彈道設(shè)計(jì)與計(jì)算，以及我國(guó)第一顆返回式遙感衛(wèi)星等的總體設(shè)計(jì)與軌道計(jì)算。1985年5月，受國(guó)家教委派遣，出國(guó)進(jìn)修。1985年至1991年，在慕尼黑工業(yè)大學(xué)航天技術(shù)研究所進(jìn)修與工作，為訪問(wèn)學(xué)者、助教。1989年5月，獲慕尼黑工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。1991年至1993年，在加拿大麥吉爾大學(xué)(McGill University)力學(xué)工程系工作，完成博士后研究，任研究工程師。1993年12月。由中國(guó)空間技術(shù)研究院調(diào)入北京航空航天大學(xué)，任教授。

書(shū)籍目錄

第1章 交會(huì)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)理論  1.1 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)    1.1.1 二體問(wèn)題    1.1.2 軌道根數(shù)與位置和速度    1.1.3 攝動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程    1.1.4 主要軌道攝動(dòng)    1.1.5 連續(xù)常值推力機(jī)動(dòng)  1.2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)    1.2.1 Hill微分方程    1.2.2 Hill方程分析解    1.2.3 N次推力機(jī)動(dòng)模式  1.3 兩點(diǎn)邊界值問(wèn)題    1.3.1 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)Lambert問(wèn)題    1.3.2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)Lambert問(wèn)題  1.4 四元數(shù)與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)    1.4.1 四元數(shù)    1.4.2 姿態(tài)運(yùn)動(dòng)  1.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第2章 遠(yuǎn)程導(dǎo)引段  2.1 遠(yuǎn)程導(dǎo)引段概述    2.1.1 初始軌道    2.1.2 調(diào)相軌道    2.1.3 過(guò)渡軌道    2.1.4 軌道機(jī)動(dòng)    2.1.5 飛行時(shí)間與調(diào)相角  2.2 軌道修正方法    2.2.1 軌道傾角與升交點(diǎn)赤經(jīng)的修正    2.2.2 軌道半長(zhǎng)軸的改變    2.2.3 半長(zhǎng)軸與偏心率及近地點(diǎn)幅角的聯(lián)合修正    2.2.4 軌道面內(nèi)與面外的聯(lián)合修正  2.3 調(diào)相機(jī)動(dòng)策略    2.3.1 調(diào)相原理與約束條件    2.3.2 調(diào)相軌道選擇  2.4 導(dǎo)航轉(zhuǎn)換過(guò)渡段設(shè)計(jì)    2.4.1 過(guò)渡段設(shè)計(jì)條件與要求    2.4.2 過(guò)渡段終點(diǎn)位置    2.4.3 過(guò)渡段起點(diǎn)位置    2.4.4 模擬算例  2.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第3章 近程導(dǎo)引段  3.1 尋的段轉(zhuǎn)移    3.1.1 切向沖量機(jī)動(dòng)    3.1.2 切向連續(xù)推力機(jī)動(dòng)    3.1.3 切向Ⅳ次推力機(jī)動(dòng)  3.2 V-bar保持點(diǎn)轉(zhuǎn)移    3.2.1 保持點(diǎn)轉(zhuǎn)移機(jī)動(dòng)策略    3.2.2 徑向推力機(jī)動(dòng)    3.2.3 雙向推力機(jī)動(dòng)  3.3 接近段繞飛轉(zhuǎn)移    3.3.1 -V-bar至+V-bar的繞飛轉(zhuǎn)移    3.3.2 V-bar至R-bar的繞飛轉(zhuǎn)移    3.3.3 V-bar至H-bar的繞飛轉(zhuǎn)移  3.4 近程導(dǎo)引段軌跡控制    3.4.1 控制方法    3.4.2 控制階段    3.4.3 控制算法    3.4.4 模擬算例  3.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章 最終逼近段  4.1 標(biāo)稱軌跡制導(dǎo)機(jī)動(dòng)    4.1.1 制導(dǎo)加速度    4.1.2 逼近速度    4.1.3 制導(dǎo)機(jī)動(dòng)算例  4.2 軌跡安全模式    4.2.1 被動(dòng)安全模式    4.2.2 主動(dòng)安全模式    4.2.3 安全模式算例  4.3 應(yīng)急后撤機(jī)動(dòng)    4.3.1 應(yīng)急后撤策略    4.3.2 后撤軌跡設(shè)計(jì)    4.3.3 后撤機(jī)動(dòng)模擬算例  4.4 相對(duì)狀態(tài)測(cè)定    4.4.1 相對(duì)狀態(tài)測(cè)定原理    4.4.2 相對(duì)狀態(tài)方程基本形式    4.4.3 相對(duì)狀態(tài)求解算法    4.4.4 相對(duì)狀態(tài)確定精度分析    4.4.5 相對(duì)狀態(tài)確定模擬算例  4.5 相對(duì)狀態(tài)估計(jì)    4.5.1 相對(duì)狀態(tài)估計(jì)原理    4.5.2 相對(duì)姿態(tài)估計(jì)    4.5.3 相對(duì)位移估計(jì)  4.6 相對(duì)狀態(tài)控制    4.6.1 相對(duì)狀態(tài)控制原理    4.6.2 相對(duì)姿態(tài)控制    4.6.3 相對(duì)位移控制    4.6.4 人工控制技術(shù)  4.7 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章 聯(lián)接與分離轉(zhuǎn)移  5.1 航天器聯(lián)接系統(tǒng)    5.1.1 聯(lián)接系統(tǒng)任務(wù)與組成    5.1.2 對(duì)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求    5.1.3 對(duì)接機(jī)構(gòu)類別    5.1.4 聯(lián)接系統(tǒng)組件    5.1.5 典型的聯(lián)接系統(tǒng)    5.1.6 對(duì)接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)  5.2 對(duì)接系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)    5.2.1 坐標(biāo)系定義    5.2.2 基本運(yùn)動(dòng)方程    5.2.3 空間矢量方程    5.2.4 接觸力與力矩    5.2.5 接觸動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化分析  5.3 停靠系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)    5.3.1 動(dòng)力學(xué)模型與坐標(biāo)系統(tǒng)    5.3.2 擴(kuò)展位置矢量與速度矢量    5.3.3 無(wú)接觸接沖擊的動(dòng)力學(xué)方程    5.3.4 接觸沖擊作用下的動(dòng)力學(xué)方程與控制  5.4 對(duì)接后的分離與軌道轉(zhuǎn)移    5.4.1 解鎖與脫開(kāi)    5.4.2 分離機(jī)動(dòng)    5.4.3 軌道轉(zhuǎn)移  5.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第6章 飛行程序與發(fā)射時(shí)間  6.1 目標(biāo)航天器軌道選擇與軌道機(jī)動(dòng)    6.1.1 目標(biāo)航天器飛行概述    6.1.2 歸軌道設(shè)計(jì)方法    6.1.3 目標(biāo)航天器預(yù)備段軌道機(jī)動(dòng)    6.1.4 目標(biāo)航天器交會(huì)段飛行  6.2 追蹤航天器飛行程序設(shè)計(jì)    6.2.1 交會(huì)飛行程序設(shè)計(jì)方法    6.2.2 飛行時(shí)間與調(diào)相角    6.2.3 航天器交會(huì)模擬算例  6.3 發(fā)射時(shí)間的選擇與確定    6.3.1 追蹤航天器發(fā)射時(shí)聞    6.3.2 目標(biāo)航天器預(yù)備段飛行時(shí)間    6.3.3 發(fā)射時(shí)間的最終確定    6.3.4 發(fā)射時(shí)間選擇與確定算例  6.4 小結(jié)  參考文獻(xiàn)

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