导弹飞行力学
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作者伍友利,刘同鑫,周欢 等
出版社西安电子科技大学出版社有限公司
ISBN9787560660097
出版时间2020-08
装帧平装
开本16开
定价38元
货号11030332
上书时间2024-07-05
商品详情
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作者简介
目录
第1章 空气动力学基础 1
1.1 导弹飞行力学研究的内容和方法 1
1.2 导弹的气动外形 4
1.3 导弹飞行力学常用坐标系及坐标变换 9
1.4 空气动力学基础 18
思考题与习题 47
第2章 作用在导弹上的力和力矩 48
2.1 作用在导弹上的总空气动力 48
2.2 升力和侧向力 48
2.3 阻力 54
2.4 作用在导弹上的空气动力矩、压力中心和焦点 57
2.5 俯仰力矩 59
2.6 偏航力矩 64
2.7 滚动力矩 65
2.8 铰链力矩 68
2.9 马格努斯力和力矩 69
2.10 作用在导弹上的推力 71
2.11 作用在导弹上的重力 73
思考题与习题 74
第3章 导弹运动方程组 75
3.1 导弹作为变质量系的动力学基本方程 75
3.2 导弹运动方程组 76
3.3 导弹的纵向运动和侧向运动 90
3.4 导弹的平面运动 92
3.5 导弹的质心运动 95
3.6 导弹的机动性和过载 99
3.7 导弹运动方程组的数值解法 106
思考题与习题 110
第4章 方案飞行弹道 112
4.1 爬升段方案飞行 113
4.2 平飞段方案飞行 118
思考题与习题 121
第5章 导引弹道的运动学分析 122
5.1 概述 122
5.2 相对运动方程 123
5.3 追踪法 128
5.4 平行接近法 133
5.5 比例导引法 136
5.6 三点法 147
5.7 前置量法 161
5.8 选择导引方法的基本要求 168
思考题与习题 169
第6章 现代制导律 170
6.1 最优制导规律 170
6.2 随机最优制导律 173
6.3 滑模变结构制导律 177
6.4 自适应滑模变结构制导律 184
6.5 微分对策制导律 187
6.6 鲁棒制导律 192
思考题与习题 198
第7章 导弹半实物仿真 199
7.1 概述 199
7.2 导弹制导半实物仿真系统 199
7.3 微分对策制导律半实物仿真研究 206
思考题与习题 209
参考文献 210
内容摘要
第1章空气动力学基础导弹飞行力学研究的内容和方法1.1.1导弹飞行力学的定义和研究内容导弹飞行力学是研究导弹飞行过程中，在各种力的作用下其运动规律的一门科学。导弹属于无人驾驶的有控飞行器，为了完成飞行任务的要求，就需要按照一定的控制规律改变飞行器的运动方向和速度。因此，研究导弹作为飞行器的飞行力学是在考虑飞行器的气动特性、控制系统特性、推进系统特性、结构特性和环境特性条件下的运动学和动力学。研究飞行器的飞行力学，首先研究作用在飞行器上各种力和力矩在运动过程中的变化特性，然后研究在这些力和力矩的作用下飞行器的运动学特性和动力学特性。飞行器的运动学特性和动力学特性按其特点可分为两种类型：(1)飞行器的整体运动，即飞行器质心运动和飞行器绕其质心旋转的姿态运动。(2)飞行器的局部运动，如操纵面运动、弹性结构变形和振动、贮箱内液体晃动等，这些局部运动的特性对全弹的整体运动也将产生影响。研究导弹飞行力学除需要掌握工程数学、物理、计算方法等基础理论外，还必须掌握空气动力学、自动控制理论、计算机技术、导弹系统总体设计等方面专业知识，这样才能了解飞行过程中各种力的相互作用，精确地建立各项数学模型，并求出有关问题的解。1.1.2导弹飞行力学的研究特点导弹的种类很多，其飞行特性也有很大差异。为了对其进行具有针对性的研究，这里从作战应用的角度，把导弹分为两大类，即战略导弹和战术导弹。战略导弹用于打击纵深战略目标，射程远，威力大，通常射程大于1000km。战术导弹用于战场直接支援部队的战斗行动，导弹的尺寸小，机动性能好，射程比较短，通常小于1000 km。战略导弹和战术导弹的作战任务、作战要求和应用环境有较大的差别，因此，其战术技术指标有很大的不同，本书主要研究战术导弹。导弹在飞行过程中，主要作战应用空域不同，带来的飞行力学问题也是不一样的，战术导弹飞行力学的特点如下：（1)战术导弹的大部分弹道在大气层内，随着高度的剧烈变化，大气参数以及作用在飞行器上的空气动力也有较大的变化，因而对飞行器的性能带来较大的影响，这是飞行力学研究十分关心的问题。（2）战术导弹是无人驾驶的，因此，必须研究有控系统的飞行力学问脚（3）通常战术导弹都带有较大的空气动力面，气动载荷较大，气动引起的加热效应、结构弹性变形与控制回路的耦合，即所谓伺服气动（热）弹性是必须考虑的因素。（4）导弹在攻击机动目标时要求其自身具有较大的机动能力，特别是在接近目标时，可能出现大攻角飞行，非线性和交叉耦合（运动、惯性、控制系统、气动力）给研究设计工作带来了较大困难。（5）为了减少对高速目标的脱靶量，战术导弹的制导规律（导引规律)研究有着特别重要的意义，其描述方式多种多样，方法复杂。（6）为了保证导弹能够精确地命中目标，导弹常使用复合制导，即在不同的飞行阶段采用不同的控制和制导规律。制导方法变化和系统参数变化对控制系统设计的影响很大。如何处理好这个问题，提高制导精度，既是控制系统设计的重要问题，也是飞行力学设计需要考虑的重要问题。(7）战术导弹的发射平台和战场环境十分复杂，它既可以从地面、地下、水面、水下、空中发射，也可以车载、舰载和机载发射等，因而带来许多与此有关的飞行力学课题。1.1.3战术导弹飞行力学研究方法研究战术导弹飞行力学的一般方法是理论与实践相结合的方法，先应用现有的知识，将所研究的导弹状态和过程用数学模型的形式加以表达，这些数学模型可以是代数方程、微分方程或统计数学方程，方程的数量取决于所研究系统的复杂程度以及要求的精确程度。所研究的回题愈复杂，要求愈精确，则所列的方程组就愈复杂，解这些方程组也就愈困难。一般来说，要十分完整、精确地用数学方程来描述研究大系统的过程是办不到的。实际应用中通常都带有一定程度的简化处理，以能满足实际设计工作的需要为准。但是这样的简化与实际有出人，有时需采用地面试验数据或飞行试验数据加以修正。为了验证数学模型的准确性，需要进行计算机仿真、地面试验和飞行试验，用试验数据或统计模型进行比较。飞行力学的研究方法主要是先进行数学仿真、（缩比模型的）物理仿真（风洞试验、自由飞行）、半实物仿真，然后进行（全实物）飞行试验，利用从飞行试验所取得的数据对飞行力学的模型进行验证和校正，最后给定导弹的数学模型。该模型是确定导弹飞行弹道、火控系统数学模型、靶场试验基准弹道结果分析和作战使用的可发射区和杀伤区的主要原始依据。为了描述飞行器（导弹）的空间运动，建立数学方程时需要考虑以下几个方面：（1）飞行器通常是变质量物体（在飞行过程中消耗推进剂），需要列出质量随时间变化的关系方程。(2)所建立的方程是空气动力学系数随着飞行高度、飞行马赫数变化的微分方程。(3）为了便于对飞行器的飞行过程进行连续分析，并考虑在各不同阶段对不同飞行参数分析的便利性，需要定义多种坐标系，对建立的地面坐标系（Axyz）、弹体坐标系(Oxiyiz3)、弹道坐标系（Ox2y2)和速度坐标系(Ox3y323)等坐标关系可通过矩阵进行变换，建立飞行器质心平动和绕质心转动的六自由度运动方程。(4)飞行器作为控制对象，在其做空间运动时，要考虑目标和飞行器运动之间的关系，.......
精彩内容
本书的主要内容有：空气动力学基础、作用在导弹上的力和力矩、导弹运动方程组、方案飞行弹道、导引弹道的运动学分析、现代制导律、导弹半实物仿真等。
本书可作为没有开设空气动力学课程的高等院校导弹总体设计、导弹制导与控制专业及与导弹相关专业本科生与研究生的教材或参考书，也可供有关专业人员学习参考。
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