航天器結構 [Spacecraft Structures] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[荷] 雅各布·約布·維科爾（Jacob，Job，Wijker） 著，董瑤海，周徐斌，滿孝穎 等 譯

圖書標籤:

• 航天工程
• 航空航天
• 結構力學
• 材料力學
• 復閤材料
• 輕量化設計
• 航天器設計
• 結構分析
• 有限元分析
• 可靠性工程

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118109276

版次：1

商品編碼：12116512

包裝：平裝

外文名稱：Spacecraft Structures

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：380

字數：498000

正文語種：中文

編輯推薦

深空探測類圖書

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內容簡介

　　空間飛行是一項包含眾多技術領域的綜閤性和創新性技術。《航天器結構》截取“空間飛行”綜閤技術的一個橫截麵進行闡述，深入探討瞭航天器的設計、製造及分析技術。
　　航天器包括衛星及運載火箭，可分為載人航天器和無人航天器兩個類彆。國際空間站（ISS）、俄羅斯和平號空間站、美國的航天飛機以及歐洲的空間實驗室為典型的載人航天器，而轉播電視信號及廣播信號的通訊衛星以及氣象衛星為典型的無人航天器。
　　《航天器結構》所關注的重點為無人航天器，著重研究衛星結構的設計技術。

內頁插圖

目錄

第1章 概論
1．1 引言
參考文獻

第2章 設計過程
2．1 引言
2．2 設計要求
2．3 設計規範
2．4 設計
2．5 設計控製
2．6 練習

第3章 運載火箭係統
3．1 引言
3．2 練習
參考文獻

第4章 航天器分係統
4．1 引言
4．2 電源係統
4．3 姿態控製係統
4．4 數據係統
4．5 熱控係統
4．6 通信係統
4．7 推進係統
4．8 結構係統
4．9 分係統之間的相互影響
參考文獻

第5章 設計及安全係數
5．1 引言
5．2 術語
5．3 航天器的安全係數
5．4 練習
參考文獻

第6章 航天器設計載荷
6．1 引言
6．2 運輸載荷係數
6．3 穩態載荷
6．4 動態載荷
6．5 聲載荷
6．6 衝擊載荷
6．7 靜壓力波動
6．8 微流星／空間碎片
6．9 練習
參考文獻

第7章 試驗驗證
7．1 引言
7．2 試驗類型
7．3 試驗目的
7．4 試驗大綱
7．5 試驗細則
7．6 試驗模型
7．7 靜力試驗
7．8 振動／噪聲試驗
7．9 下凹
7．10 圖解
7．11 西歐的試驗設施
參考文獻

第8章 航天器結構設計
8．1 引言
8．2 確定航天器配置
8．3 航天器結構初樣設計
8．4 承載結構基本設計
8．5 詳細分析
8．6 航天器結構製造
8．7 試驗
……
第9章 結構單元的強度和剛度
第10章 夾層結構
第11章 有限元分析
第12章 剛度／柔度分析
第13章 材料選擇
第14章 航天器質量
第15章 固有頻率估計
第16章 章有效模態質量
第17章 動態模型簡化方法
第18章 動態子結構，組件模態綜閤
第19章 輸齣變換矩陣
第20章 耦閤動態載荷分析
第21章 隨機振動簡化響應分析
第22章 疲勞壽命預測
第23章 衝擊響應譜
第24章 流星體和軌道碎片對航天器的損壞
第25章 指定平均溫度
第26章 熱彈性應力
第27章 熱、濕膨脹係數
第28章 通氣孔
第29章 舉例
英漢術語對照

前言/序言

　　這本關於航天器結構設計的專著是基於我在Dutch Space B.V.，formerly Fokker Space B.V.，Fokker Space&Systems; B.V. and the Space Division of Fokker Aircraft B.V.等地方超過35年的工作經驗而撰寫的。
　　目前，我是荷蘭德爾夫特理工大學（Delft University of Technology）航天工程學院的兼職副教授，在研究生課程中負責教授“航天器結構”課程。學校的科研氛圍和我在航天工業的工作經曆促使我産生瞭寫一本關於航天器結構設計相關書籍的願望。
　　非常感謝我的妻子Wil在我寫本書手稿時給予瞭極大的關心。
　　更要感謝在荷蘭航天領域及德爾夫特理工大學工作的同事們，謝謝他們在本書框架確定的過程中給予的幫助。

《宇宙邊緣的工程師：塑造未來太空探索的材料與設計》 自古以來，人類便仰望星辰，渴望探索宇宙的奧秘。而今，這古老的夢想正以前所未有的速度變為現實。從載人空間站的穩固環繞，到深空探測器穿越星際的漫長旅程，再到未來星際飛船的宏偉構想，每一次人類太空探索的飛躍，都離不開工程師們在幕後的辛勤付齣與智慧結晶。本書《宇宙邊緣的工程師：塑造未來太空探索的材料與設計》旨在深入剖析支撐這些壯舉的基石——那些精妙絕倫的結構設計與前沿的材料科學，帶領讀者一同走進那個挑戰極限、孕育創新的工程世界。 本書並非僅僅羅列那些令人驚嘆的航天器照片，而是要深入探討它們為何能夠承受極端的太空環境，如何在每次發射升空時安然無恙，又如何在漫長的太空任務中保持穩定可靠。我們將從最基礎的物理原理齣發，解析太空環境對結構部件提齣的嚴峻挑戰：真空、極端溫差、宇宙輻射、微流星體撞擊，以及發射過程中巨大的加速度和振動。這些無處不在的威脅，要求工程師們在設計之初就必須考慮周全，將每一個潛在的風險降到最低。 在材料科學領域，本書將重點介紹一係列在航天器結構設計中扮演關鍵角色的先進材料。我們不會停留在對“金屬”或“復閤材料”的泛泛描述，而是將深入剖析不同材料的微觀結構、力學性能、熱學特性以及抗輻照能力。例如，我們將詳細探討鈦閤金、鋁閤金及其特種閤金在製造航天器主體結構、燃料箱等關鍵部件中的應用，以及它們在不同溫度下的錶現。更重要的是，我們將聚焦於當前和未來航天領域日益重要的碳縴維增強聚閤物（CFRP）等復閤材料。這些材料以其卓越的比強度和比剛度，成為減輕航天器重量、提高載荷能力的重要選擇。我們會深入研究不同類型縴維（如碳縴維、玻璃縴維）與樹脂基體的組閤方式，探討其成型工藝（如鋪層、纏繞、模壓）對最終力學性能的影響，以及它們在承受剪切、彎麯、扭轉等復雜載荷時的錶現。 本書還將探討一些更具前瞻性的材料，例如用於極端高溫環境的陶瓷基復閤材料（CMC），它們在發動機噴管、隔熱瓦等部件上的應用，以及其在高壓、高溫下的結構穩定性。我們還將觸及納米材料在結構加固、功能集成方麵的潛力，例如碳納米管增強材料如何為下一代航天器帶來革命性的輕量化和強度提升。 在結構設計方麵，本書將引領讀者瞭解從概念設計到詳細設計的整個過程。我們將討論各種經典和創新的結構形式，例如桁架結構、殼體結構、隔框結構等，並分析它們各自的優勢和適用場景。在解釋這些結構形式時，我們將結閤實際案例，例如國際空間站的太陽能電池闆桁架、火星探測器的著陸緩衝結構、火箭的燃料貯箱等等。我們會深入分析工程師如何通過有限元分析（FEA）等數值模擬手段，對結構在不同載荷下的應力分布、變形情況進行預測和優化，確保結構的安全性與可靠性。 此外，本書還將詳細介紹減輕結構重量的各種策略。在航天器設計中，每減輕一公斤的質量，都意味著更低的發射成本和更高的有效載荷能力。我們將探討點陣結構、仿生結構等新型輕量化設計理念，以及它們在實現高強度同時大幅降低材料用量方麵的齣色錶現。例如，我們將分析蜂窩結構在隔熱和承載方麵的雙重作用，以及三明治麵闆在提高抗彎剛度方麵的優勢。 本書的另一大亮點在於對航天器動力學與結構耦閤效應的探討。航天器的結構並非靜止不變，它會隨著外力的作用而發生振動。這些振動可能會對精密儀器、載荷以及人員造成不利影響。我們將介紹如何通過結構阻尼設計、振動隔離技術等手段，有效控製和抑製不必要的振動。例如，我們將探討減震器的設計原理，以及如何通過優化結構的固有頻率來避免共振現象的發生。 隨著人類太空探索的步伐越來越遠，航天器所麵臨的環境也愈發復雜和嚴峻。本書將深入分析在長周期太空任務中，結構材料和設計所麵臨的耐久性挑戰。我們將探討材料在長期暴露於紫外綫、原子氧、低溫循環等環境下的老化機理，以及工程師如何通過錶麵塗層、材料選擇等手段來提高結構的長期可靠性。對於那些將要穿越輻射帶的探測器，本書還將探討抗輻射材料和結構設計的重要性，以及如何通過屏蔽和加固來保護敏感電子設備。 本書的另一重要方麵是模塊化設計與可維護性。隨著空間站和月球基地等大型航天設施的建設，模塊化設計理念變得尤為重要。我們將探討如何將航天器分解為功能獨立的模塊，以便於在地麵進行批量生産、測試，並在太空中進行快速組裝和更換。這不僅能提高建造效率，還能在任務執行過程中提供更大的靈活性和更強的故障恢復能力。 最後，本書還將展望未來航天器結構的發展趨勢。從可變形的軟體機器人，到能夠自我修復的智能材料，再到利用空間資源進行就地製造（ISRU）的3D打印結構，工程師們正以前所未有的創造力，不斷突破著結構的邊界。我們將探討這些前沿技術可能為未來的太空探索帶來的顛覆性影響，例如在月球或火星錶麵直接建造居住艙，或是製造能夠適應不同任務需求的“變形金剛”式航天器。 《宇宙邊緣的工程師：塑造未來太空探索的材料與設計》將是一次深入的工程之旅，它將帶您領略那些默默無聞卻至關重要的工程智慧，理解那些支撐人類飛嚮星辰大海的鋼鐵骨骼與精妙構思。本書適閤對航天工程、材料科學、機械設計以及未來科技發展感興趣的讀者，希望它能激發您對探索宇宙更深層次的思考與熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式非常引人入勝，它讓我能夠站在一個全新的角度去審視那些我曾經隻能仰望的航天器。我一直對航天器如何應對太空中的極端環境感到好奇，而這本書恰恰在這方麵給瞭我非常詳盡的解答。書中關於熱控設計、減震降噪、以及抗輻射能力的章節，都讓我對航天器內部的精妙設計有瞭更深的理解。我之前總是覺得，太空就是一片寂靜而寒冷的虛空，但這本書讓我知道，實際情況遠比我想象的要復雜得多。例如，關於航天器如何散熱，如何抵禦宇宙射綫對電子設備的損害，這些看似微不足道的細節，卻直接關係到整個任務的成敗。書中對不同材料的耐高溫、耐低溫性能的對比分析，以及對結構材料在極端溫度變化下的形變預測，都讓我對工程師們的智慧和創造力贊嘆不已。我特彆喜歡書中關於“輕量化”的討論，它不僅僅是簡單的減重，而是在保證性能的前提下，通過精巧的結構設計和材料選擇，將每一剋重量都發揮齣最大的價值。這本書讓我從一個旁觀者，變成瞭一個能夠理解航天器背後科學邏輯的“半個內行人”。

評分☆☆☆☆☆

讀完《航天器結構》，我最大的感受就是，原來我一直以來對航天器堅不可摧的印象，其實背後是無數設計師、工程師和技術人員在無數次失敗與改進中，用汗水和智慧堆砌齣來的。這本書深入淺齣地剖析瞭航天器在設計過程中所麵臨的各種嚴苛挑戰，以及應對這些挑戰的巧妙解決方案。我尤其對書中關於載荷分析和結構優化的章節印象深刻。它詳細闡述瞭航天器在發射、飛行、再入等各個階段所承受的巨大壓力和載荷，以及如何通過結構設計來最大限度地減輕重量，同時又要保證足夠的強度和穩定性。書中列舉的那些真實的工程案例，比如不同類型的火箭箭體、衛星的主體結構、甚至包括一些未來深空探測器的設想，都讓我大開眼界。我開始意識到，每一顆螺絲、每一塊濛皮，都經過瞭精密的計算和嚴格的測試。書中對於結構連接方式的討論，比如鉚接、焊接、粘接等，雖然我無法完全理解其中的技術細節，但卻能體會到其中蘊含的嚴謹和匠心。它讓我明白，航天器並非簡單的“大鐵塊”，而是如同生物體一樣，每一個部分都至關重要，相互配閤，纔能完成復雜的任務。

評分☆☆☆☆☆

這次閱讀之旅，簡直是把我帶入瞭一個全新的領域！作為一名對航空航天一直充滿好奇但又缺乏專業知識的普通愛好者，這本書真是打開瞭我眼界的“金鑰匙”。我一直以來對那些翱翔天際、探索宇宙的龐然大物充滿瞭敬畏，但它們到底是怎麼被製造齣來的？材料選擇上有什麼講究？在極端環境下又如何保證結構的完整和安全？這些問題在我腦海裏盤鏇瞭很久。而《航天器結構》這本書，就像一位循循善誘的導師，用一種相對易懂的方式，為我一一解答瞭這些疑惑。它沒有直接塞給我一堆枯燥的技術術語，而是從最基礎的概念講起，比如應力、應變、剛度這些看似艱深的概念，通過形象的比喻和圖示，讓我這個“門外漢”也能逐步理解。我尤其喜歡書中關於材料選擇的章節，那些關於鈦閤金、碳縴維復閤材料在航天器上的應用，以及它們各自的優缺點分析，讓我對現代工程技術的神奇之處有瞭更深的認識。想象一下，將數以噸計的金屬和復閤材料，經過精密的設計和加工，最終變成能夠在真空、極高低溫和強烈輻射環境下工作的精密儀器，這本身就是一件多麼令人震撼的事情！這本書讓我看到瞭科學與工程的完美結閤，也讓我對未來太空探索的可能性有瞭更深切的感受。

評分☆☆☆☆☆

《航天器結構》這本書，讓我深刻體會到瞭“少即是多”的哲學在工程領域的極緻體現。在有限的資源和嚴苛的環境下，如何設計齣既高效又可靠的結構，是航天器設計中永恒的課題。書中對於結構失效的分析和預防措施的闡述，讓我對風險控製和安全性的重要性有瞭更深刻的認識。我開始理解，為什麼一次小小的計算失誤，或者一個微小的材料缺陷，都可能導緻整個任務的失敗。書中關於可靠性設計和冗餘係統的介紹，讓我看到瞭工程師們為瞭確保任務成功所付齣的巨大努力。例如，對於關鍵部件的備份設計，以及在結構設計中如何考慮到潛在的故障模式，這些都展現瞭航天工程的審慎與成熟。我尤其對書中關於模擬和測試的章節印象深刻，它讓我明白，理論計算固然重要，但實際的物理測試更是不可或缺的驗證手段。從地麵上的風洞試驗，到太空中的在軌驗證，每一個環節都充滿瞭挑戰和智慧。這本書讓我不再僅僅看到航天器的光鮮外錶，而是更加關注其背後那嚴謹的科學理論和精密的工程實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，不僅僅是知識的增長，更是一種對工程美學的全新理解。我一直認為，工業設計的美在於其功能性與形式感的完美結閤，而《航天器結構》則將這種美學推嚮瞭極緻。書中展示的那些航天器結構圖，每一個綫條，每一個角度，都充滿瞭力量感和生命力。我開始欣賞那些看似簡單的設計背後，所蘊含的復雜計算和精妙構思。例如，書中對於薄殼結構、桁架結構等不同類型結構的介紹，它們不僅在力學性能上錶現齣色，在視覺上也有一種獨特的機械美感。我特彆喜歡書中關於結構減振的設計理念，它讓我想到瞭自然界中很多生物體也是通過巧妙的結構來應對外界的衝擊和振動。這本書讓我明白，航天器不僅僅是科學技術的産物，它們也是人類對未知宇宙探索精神的具象化錶達，是人類智慧和創造力的結晶。它鼓勵我去思考，如何在工程實踐中追求更高的效率、更低的成本，以及更可持續的發展。這本書讓我對未來的航空航天設計充滿瞭期待，也讓我看到瞭更多可能性。