探空火箭設(shè)計(jì)

前言

本書由航空航天工業(yè)部中國(guó)空間技術(shù)研究院北京空間機(jī)電研究所一批多年從事火箭探空運(yùn)載系統(tǒng)的專家編寫而成。書中論述了無(wú)控制探空火箭及地面發(fā)射設(shè)備從總體、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理和方法直至飛行試驗(yàn)等方面的內(nèi)容。探空火箭及地面發(fā)射設(shè)備的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多學(xué)科綜合的創(chuàng)造性工作。本書是在各有關(guān)學(xué)科基本理論的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合研究設(shè)計(jì)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)寫成的，并盡可能反映當(dāng)代火箭探空運(yùn)載系統(tǒng)的先進(jìn)科技成果。書中理論聯(lián)系實(shí)際，注重結(jié)合工程設(shè)計(jì)，力求物理概念清晰、結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)明確，以供工程應(yīng)用。本書共15章。各章內(nèi)容銜接，但又具有相對(duì)獨(dú)立性。適合于從事無(wú)控制火箭設(shè)計(jì)、管理和使用的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地論述了無(wú)控制探空火箭及其地面發(fā)射設(shè)備從總體、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理和方法直至飛行試驗(yàn)等方面的內(nèi)容。本書適合于從事無(wú)控制火箭設(shè)計(jì)、管理和使用的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為相應(yīng)專業(yè)的研究生、大學(xué)生的教學(xué)參考書

書籍目錄

第一章 概論　1.1　探空火箭和火箭探空系統(tǒng)　　1.1.1　探空火箭　　1.1.2　火箭探空系統(tǒng)　1.2　探空火箭研制程序　1.3　探空火箭總體設(shè)計(jì)與分系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　1.3.1　總體設(shè)計(jì)　　1.3.2　分系統(tǒng)設(shè)計(jì)　1.4　探空火箭試驗(yàn)　1.5　探空火箭發(fā)展概況　　1.5.1　國(guó)外探空火箭的發(fā)展　　1.5.2　中國(guó)的探空火箭　1.6　探空火箭用途和發(fā)展展望　　1.6.1　探空火箭的特點(diǎn)　　1.6.2　探空火箭的用途　　1.6.3　探空火箭的發(fā)展趨勢(shì)　　1.6.4　探空火箭的發(fā)展前景第二章 有效載荷及其對(duì)火箭設(shè)計(jì)的要求　2.1　概述　2.2　氣象火箭　　2.2.1　氣象火箭的有效載荷　　2.2.2　對(duì)火箭的設(shè)計(jì)要求　2.3　地球物理火箭　　2.3.1　地球物理火箭的探測(cè)儀器　　2.3.2　對(duì)火箭的設(shè)計(jì)要求　2.4　生物實(shí)驗(yàn)火箭　　2.4.1　生物實(shí)驗(yàn)箭頭設(shè)計(jì)　　2.4.2　對(duì)火箭的設(shè)計(jì)要求　2.5　核試驗(yàn)取樣火箭　　2.5.1　取樣火箭箭頭設(shè)計(jì)　　2.5.2　對(duì)火箭的設(shè)計(jì)要求　2.6　空間技術(shù)試驗(yàn)火箭第三章 運(yùn)載系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)　3.1　概述　3.2　總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容　3.3　總體方案選擇　3.4　探空火箭的組成和質(zhì)量方程　　3.4.1　探空火箭的組成　　3.4.2　探空火箭的質(zhì)量方程　3.5　探空火箭的彈道方程　　3.5.1　簡(jiǎn)化假定　　3.5.2　探空火箭質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程　3.6　總體參數(shù)設(shè)計(jì)　　3.6.1　總體設(shè)計(jì)參數(shù)選擇　　3.6.2　總體特性參數(shù)確定第四章 彈道計(jì)算及彈道圖編制　4.1　概述　4.2　坐標(biāo)系　4.3　作用于火箭上的力和力矩　4.4　火箭的運(yùn)動(dòng)方程　　4.4.1　火箭相對(duì)于風(fēng)的速度　　4.4.2　運(yùn)動(dòng)學(xué)方程　　4.4.3　動(dòng)力學(xué)方程　4.5　火箭運(yùn)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化　　4.5.1　空間運(yùn)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化　　4.5.2　平面運(yùn)動(dòng)方程　4.6　彈道圖的編制及其應(yīng)用　　4.6.1　彈道圖的編制步驟　　4.6.2　彈道圖使用第五章 氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)及氣動(dòng)特性計(jì)算　5.1　概述　5.2　箭體氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)及氣動(dòng)特性計(jì)算　　5.2.1　箭體氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)的考慮因素　　5.2.2　箭體升力　　5.2.3　箭體壓力中心　　5.2.4　箭體阻力　5.3　穩(wěn)定翼的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)及氣動(dòng)力計(jì)算　　5.3.1　穩(wěn)定翼氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)的考慮因素　　5.3.2　穩(wěn)定翼升力　　5.3.3　穩(wěn)定翼壓力中心　　5.3.4　穩(wěn)定翼阻力　5.4　全箭氣動(dòng)力特性計(jì)算　　5.4.1　全箭升力　　5.4.2　全箭壓力中心　　5.4.3　全箭阻力　　5.4.4　全箭力矩與阻尼力矩?！?.5　火箭氣動(dòng)加熱計(jì)算　　5.5.1　熱流密度的確定　　5.5.2　蒙皮溫度分布　　5.5.3　降低熱流密度的途徑第六章 載荷計(jì)算第七章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第八章 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)第九章 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)第十章 回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十一章 電路設(shè)計(jì)第十二章 生物實(shí)驗(yàn)火箭生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十三章 發(fā)射場(chǎng)地面設(shè)備設(shè)計(jì)第十四章 可靠性設(shè)計(jì)與分析第十五章 火箭飛行試驗(yàn)及結(jié)果分析 李林藩

章節(jié)摘錄

插圖：火箭結(jié)構(gòu)的功能是，安裝連接有效載荷、儀器設(shè)備和動(dòng)力裝置，貯存推進(jìn)劑，保證火箭能穩(wěn)定飛行（如在結(jié)構(gòu)上安裝尾翼、裝偏的尾翼和旋轉(zhuǎn)小火箭等）、艙段間和級(jí)間的連接與分離（采用各種連接分離機(jī)構(gòu)），以及火箭滑離導(dǎo)向器（如采用固定的或自動(dòng)脫落的滑塊）等?；鸺Y(jié)構(gòu)除上述功能外，還要承受地面操作和飛行中的載荷，維持良好的氣動(dòng)力外形和保證火箭的整體性。b.發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（動(dòng)力系統(tǒng)）動(dòng)力系統(tǒng)的功能是產(chǎn)生推力，以推進(jìn)火箭向前運(yùn)動(dòng)。液體火箭動(dòng)力系統(tǒng)包括液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一般由推力室部件，推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)和閥門、導(dǎo)管等組成。推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)分為擠壓式和泵壓式兩種，本書只介紹擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼘?duì)液體探空火箭來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單適用。固體火箭動(dòng)力系統(tǒng)就是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。它由燃燒室、噴管、中間底、主裝藥和點(diǎn)火裝置等組成。為了提高探空火箭的飛行高度和增加有效載荷質(zhì)量，除總體、結(jié)構(gòu)上采取措施，如使用多級(jí)火箭和減小火箭結(jié)構(gòu)質(zhì)量（主要采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝等措施）外，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的要求是，采用高能量推進(jìn)劑和增加推進(jìn)劑質(zhì)量，以提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的總沖。

后記

在《探空火箭設(shè)計(jì)》一書的撰寫過(guò)程中，我們得到了從事探空火箭研制的單位和專家們的關(guān)心和支持。初稿撰寫期間，不少專家為本書有關(guān)章節(jié)提供過(guò)初稿材料或修改建議，他們是：周祥元、錢志芬、盛煥岳、楊綺琳、林仙友、趙向東、許芷淵等。修改定稿期間，我們又組織了幾次評(píng)審，邀請(qǐng)航空航天工業(yè)部部?jī)?nèi)、外同行專家和教授對(duì)本書各章節(jié)提出意見(jiàn)，我們對(duì)他們提出的寶貴意見(jiàn)都作了認(rèn)真的研究和修改。最后，由王希季教授進(jìn)行總審查和定稿。為此，我們謹(jǐn)向上述單位和個(gè)人表示衷心的感謝。由于探空火箭研制涉及的專業(yè)知識(shí)面很廣泛，同時(shí)，世界上從事探空火箭研制的國(guó)家很多，他們都投入了大量的人力和物力，并取得了豐富的成果和經(jīng)驗(yàn)（中國(guó)的情況也是如此），我們?cè)谧珜懕緯臅r(shí)候，試圖盡力把這方面的經(jīng)驗(yàn)（特別是中國(guó)的經(jīng)驗(yàn)）總結(jié)出來(lái)，把書寫好。但是，限于我們的水平和經(jīng)驗(yàn)，難免有疏漏和不妥之處，歡迎廣大讀者提出寶貴意見(jiàn)。

編輯推薦

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