本书系统论述有人航天器的设计原理，介绍太空环境及其对人类太空飞行的影响、轨道力学、大气再入力学、发射力学以及航天器飞行力学等理论基础和技术约束，重点论述发射飞行器、太空飞机、太空舱和返回舱的设计原理，分析伞系统和水平着陆回收的力学问题，关注再入返回的加速度过载和热防护设计；简单介绍典型太空发射系统、太空舱与太空飞机的构型设计；描述有人航天器设计中的可靠性、安全性以及经济成本模型。本书体系完整，理论与实践并重。
本书可以作为太空工程专业高年级本科生和研究生的专业教材，也可作为太空飞行领域的系统工程管理人员和工程技术人员的技术参考用书。
译者序
前言
第0章 引言及航天器设计报告大纲
0.1 涉及的课题
0.2 设计课程的方法
0.3 报告编写建议
第壹章 有人太空飞行
1.1 太空的起点
1.2 太空停留
1.3 进入太空
1.4 人类太空飞行的前五十年
1.5 近期的人类太空飞行
参考文献
第2章 地球大气
2.1 大气环境
2.2 状态方程与流体静力平衡
2.3 1976年版本美国标准大气模型
2.4 使用大气模型的流动性质
2.5 大气性质表
2.6 其他大气模型
参考文献
第3章 太空环境
3.1 重力作用
3.2 气体密度和阻力效应
3.3 太阳
3.4 磁场
3.5 范艾伦辐射带
3.6 电离层
3.7 流星体和轨道残骸
3.8 航天器带电
3.9 常用常数、缩写和换算关系
参考文献
第4章 大气层中的高超声速有人任务
4.1 跨大气层有人任务
4.2 跨大气层飞行器
4.3 大气层中的飞行轨迹
4.4 可重复使用太空飞机的设计问题
4.5 近期内的跨大气层飞行任务
参考文献
第5章 轨道力学
5.1 太空任务几何学
5.2 轨道上的能量与角动量
5.3 大气再入的轨道转移
5.4 轨道的地面轨迹
5.5 航天器地平线
5.6 行星际轨迹
5.7 常数与换算系数
参考文献
第6章 大气再入力学
6.1 一般运动方程
6.2 滑翔再入轨迹
6.3 再入期间的减速
6.4 再入期间的加热
6.5 弹道再入
6.6 滑翔再入
6.7 低速返回与回收：降落伞
6.8 低速返回与回收：太空飞机
6.9 常数和参数汇总
参考文献
第7章 发射力学
7.1 发射飞行器的一般方程
7.2 简化助推分析中的推力、升力和阻力
7.3 无量纲运动方程
7.4 定常推力和零升力、零阻力下的简化助推分析
7.5 火箭的分级
7.6 发射飞行器的纵向稳定性
7.7 发射飞行器设计通常要考虑的因素
7.8 常数和参数汇总
参考文献
第8章 航天器飞行力学
8.1 太空飞行器飞行力学与性能分析
8.2 高超声速空气动力学
8.3 高超声速飞行中的钝体
8.4 高超声速飞行中的细长体
8.5 空气的热力学性质
8.6 航天器动力学
8.7 航天器控制系统
8.8 常数汇总与系数换算
参考文献
第9章 热防护系统
9.1 滞止点基本传热关系式
9.2 近似空气化学
9.3 滞止点热传递
9.4 半球头部周围的热传递
9.5 球形罩头锥周围的热传递
9.6 再入飞行器的热防护层
9.7 热传递相似性参数
9.8 热防护层研发与实际应用
9.9 常数、换算和TPS缩略词
参考文献
第壹0章 航天器构型设针
10.1 航天器环境及其对设计的影响
10.2 环境控制和生命支持系统
10.3 结构系统、推进系统、电力系统、控制系统
10.4 乘员支持系统
参考文献
第壹1章 安全、可靠性、风险评估
11.1 系统安全与可靠性
11.2 任务可靠性分配
11.3 可靠性函数
11.4 失效率模型与可靠性估计
11.5 分配目标
11.6 概率风险评估概述
11.7 航天器顶层功能失效
11.8 航天飞机的PRA
11.9 乘员飞行安全
11.10 风险管理中人的因素
11.11 韦布尔分布
参考文献
第壹2章 太空访问的经济因素
12.1 航天器成本要素
12.2 阿波罗计划的成本
12.3 航天飞机计划的成本
12.4 每磅入轨价格
12.5 发射成本的组成
12.6 成本计算关系
参考文献
附录A 高超声速空气动力学
A.1 一维流关系式
A.2 正激波
A.3 高超声速流中物体上的滞止压力
A.4 斜激波
A.5 小扰动理论
A.6 普朗特-迈耶尔膨胀
A.7 锥形流
A.8 牛顿流
A.9 物体形状的影响
A.10 攻角的影响
参考文献
附录B 太空飞机坐标
B.1 罗克韦尔航天飞机轨道器
B.2 X-24C
B.3 X-15
B.4 太空飞机Bor-4
B.5 诺思洛普HL-10升力体
B.6 赫尔姆斯太空飞机
B.7 海姆斯太空飞机
B.8 几款太空飞机的升力阻力和力矩的估算数据
B.9 高超声速太空飞机的相似性
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