航天器軌道機(jī)動(dòng)動(dòng)力學(xué)

內(nèi)容概要

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，空間操作(空間營(yíng)救，來(lái)襲目標(biāo)規(guī)避，空間攻擊，交會(huì)對(duì)接，編隊(duì)飛行及在軌服務(wù)等)逐漸多樣化和復(fù)雜化，各類(lèi)特殊的軌道機(jī)動(dòng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足空間任務(wù)要求，基于開(kāi)普勒理論的脈沖變軌、霍曼轉(zhuǎn)移等已無(wú)法勝任。任意的軌道機(jī)動(dòng)要求控制與動(dòng)力學(xué)深度交融，必須采用非開(kāi)普勒的理論與方法。本書(shū)論述了軌道機(jī)動(dòng)的概念、發(fā)展及應(yīng)用，動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，非開(kāi)普勒問(wèn)題研究，泛開(kāi)普勒問(wèn)題研究，遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)，近距離機(jī)動(dòng)，編隊(duì)問(wèn)題，伴飛問(wèn)題和普適變量的應(yīng)用等內(nèi)容?！　”緯?shū)對(duì)于相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的工程技?人員、高校教師和研究生等，具有較高的參考價(jià)值。

書(shū)籍目錄

第1章　軌道機(jī)動(dòng)的概念、發(fā)展及應(yīng)用　1.1　軌道機(jī)動(dòng)的概念和分類(lèi)　1.2　非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)　1.3　軌道機(jī)動(dòng)的歷史發(fā)展　1.4　軌道機(jī)動(dòng)應(yīng)用和案例　參考文獻(xiàn)第2章　軌道機(jī)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　2.1　概述　2.2　軌道機(jī)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型　2.3　脈沖推力作用下的軌道機(jī)動(dòng)　2.4　連續(xù)(有限)推力作用下的軌道機(jī)動(dòng)　2.5　(微)小推力作用下的軌道機(jī)動(dòng)　參考文獻(xiàn)第3章　非開(kāi)普勒軌道動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用　3.1?概述　3.2　非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)的線性理論　3.3　共振軌道理論　3.4　基于共振軌道的機(jī)動(dòng)軌道設(shè)計(jì)　3.5　非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)的陀螺效應(yīng)　參考文獻(xiàn)第4章　泛開(kāi)普勒軌道動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用　4.1　泛開(kāi)普勒軌道的理論　4.2　泛開(kāi)普勒軌道方程及其幾何性質(zhì)　4.3　基于泛開(kāi)普勒軌道的軌道設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用　4.4　基于泛開(kāi)普勒軌道的軌道轉(zhuǎn)移　4.5　小結(jié)　參考文獻(xiàn)第5章　遠(yuǎn)距離軌道機(jī)動(dòng)動(dòng)力學(xué)　5.1　概述　5.2　單脈沖推力作用下遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)軌道動(dòng)力學(xué)　5.3　雙?沖推力作用下遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)軌道動(dòng)力學(xué)　5.4　多脈沖推力作用下遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)軌道動(dòng)力學(xué)　5.5　有限推力作用下遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)軌道動(dòng)力學(xué)　參考文獻(xiàn)第6章　航天器編隊(duì)飛行的軌道動(dòng)力學(xué)　6.1　概述　6.2　相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣　6.3　相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述方法　6.4　橢圓參考軌道相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性分析　6.5　編隊(duì)飛行的J2項(xiàng)攝動(dòng)研究　6.6　編隊(duì)飛行隊(duì)形設(shè)計(jì)　6.7　案例分析　附錄A　平均軌道要素與密切軌道要素之間的相互轉(zhuǎn)換　附錄B　基于平均軌道要素的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩?　　參考文獻(xiàn)第7章　航天器伴飛軌道動(dòng)力學(xué)　7.1　航天器伴飛運(yùn)動(dòng)的概念　7.2　航天器伴飛運(yùn)動(dòng)的模型　7.3　長(zhǎng)期自然伴飛軌道的設(shè)計(jì)與保持　7.4　機(jī)動(dòng)伴飛軌道設(shè)計(jì)與制導(dǎo)　7.5　航天器伴飛案例分析與仿真　參考文獻(xiàn)
第8章　近距離機(jī)動(dòng)的軌道動(dòng)力學(xué)
第9章　普適變量在軌道機(jī)動(dòng)動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用
附錄　博士學(xué)位論文參考目錄

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：星體所受的力和其產(chǎn)生的結(jié)果。牛頓對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律做了如下改進(jìn)：1）天體的運(yùn)動(dòng)軌跡除橢圓外，還包括圓、拋物線和雙曲線，即圓錐曲線。2）開(kāi)普勒第三定律中，行星繞太陽(yáng)運(yùn)行周期規(guī)律中還應(yīng)包含天體的質(zhì)量。開(kāi)普勒軌道是指圓錐曲線中的橢圓曲線軌道，逃逸拋物線和雙曲線軌道均不屬于開(kāi)普勒軌道?？梢?jiàn)，非開(kāi)普勒軌道問(wèn)題在牛頓時(shí)期就已發(fā)現(xiàn)了。開(kāi)普勒由于其天文學(xué)家的出身和依賴(lài)于觀測(cè)的研究方法，使得他對(duì)于衛(wèi)星軌道理論的卓越貢獻(xiàn)主要集中在運(yùn)動(dòng)學(xué)的范疇。人造衛(wèi)星出現(xiàn)以后，雖然沿用了開(kāi)普勒軌道理論和描述方法，但是衛(wèi)星不可避免的人為控制已經(jīng)從根本上打破了開(kāi)普勒軌道理論的前提條件。只是人造衛(wèi)星發(fā)展的初期，人的控制只限于個(gè)別弧段的變軌，不考慮攝動(dòng)力時(shí)絕大部分的衛(wèi)星軌道仍然遵循開(kāi)普勒軌道定律。目前尚無(wú)關(guān)于非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)的權(quán)威定義。在此我們嘗試從不同角度給出不同的定義以供參考，它們既不相互獨(dú)立也不相互包含。定義一（運(yùn)動(dòng)學(xué)定義）如果航天器環(huán)繞地球（或其他星體）的運(yùn)動(dòng)滿(mǎn)足開(kāi)普勒三大定律，則稱(chēng)該航天器的運(yùn)動(dòng)為開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)，否則為非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。定義二（動(dòng)力學(xué)定義）如果航天器所受到的合力為平方反比中心引力，則稱(chēng)該航天器的運(yùn)動(dòng)為開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)，否則為非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。定義三（控制力定義）如果環(huán)繞地球（或其他星體）的航天器受到人為控制力的作用，則稱(chēng)其運(yùn)動(dòng)為非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。定義四（引力系定義）如果航天器的運(yùn)動(dòng)不符合二體問(wèn)題的假設(shè)，則其運(yùn)動(dòng)為非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。定義五（穩(wěn)定性定義）如果航天器環(huán)繞地球（或其他星體）的運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的，即其軌道要素不為常值，則稱(chēng)其為非開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。

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