國之重器齣版工程 航天器進入下降與著陸技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568256223

商品編碼：29185423819

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

用紙：膠版紙

頁數：518

1.展現瞭我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。
2.反映“互聯網+”與航天技術的融閤發展。
3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。
4.叢書由葉培建院士領銜，孫傢棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂。
5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。

本書是一部密切結閤進入式(包括返迴式)航天器研製工程的技術專著。論述瞭航天器的進入、下降與著陸技術，其中包括瞭我國在載人飛船、返迴式衛星和探月工程等研製過程中的工程實踐經驗以及所取得的一些創新性成果。內容包括概論、航天器進入軌道設計、進入式航天器氣動設計、進入式航天器防熱設計、進入式航天器的製導、導航與控製設計、航天器減速著陸技術，共六章.本書在飛行器設計和航天器進入、下降與著陸技術領域具有較高的學術價值，並具有很強的工程實用性。
本書適閤於從事進入式航天器研究、設計、生産、試驗和應用的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校相關師生的參考書。

榮偉，博士，研究員，博士生導師，畢業於中國空間技術研究院飛行器設計，現任職於北京空間機電研究所，“神舟號”飛船副總設計師、“探月”工程三期探測器迴收分主任設計師。長期從事航天器減速著陸技術的研究和設計工作。獲中國航天科技集團公司載人航天先進個人奬及航天貢獻奬、國傢國防科技工業局探月工程三期再入返迴飛行試驗任務突齣貢獻奬等，多次榮獲國防科學技術奬、軍隊科技進步奬等。

第 一章　概論 001
1．1　航天器進入、下降與著陸技術概述　002
1．2　航天器的進入、下降與著陸過程　005
1．2．1　製動段　005
1．2．2　進入軌道過渡段　008
1．2．3　進入段　010
1．2．4　下降段　012
1．2．5　著陸段　014
1．3　航天器進入方式　016
1．3．1　彈道式進入方式　016
1．3．2　半彈道式進入方式　017
1．3．3　升力式進入方式　018
1．4　航天器進入、下降與著陸技術的發展　019
1．4．1　國外航天器進入、下降與著陸技術的發展　019
1．4．2　國內航天器進入減速著陸技術的發展　024
參考文獻　026
第二章　航天器進入軌道設計　027
2．1　概述　028
2．1．1　航天器進入軌道分類　028
2．1．2　航天器進入走廊　030
2．2　航天器進入軌道的近似理論與初步設計　032
2．2．1　進入軌道的基本運動方程　032
2．2．2　進入行星大氣的統一理論　038
2．3　彈道式進入軌道設計　047
2．3．1　不控製升力的彈道式進入軌道設計方法　047
2．3．2　不控製升力的彈道式進入軌道設計理論　053
2．3．3　無升力彈道式進入軌道設計　073
2．4　半彈道式進入軌道設計　075
2．4．1　半彈道式進入軌道設計方法　075
2．4．2　半彈道式進入軌道設計理論　080
2．4．3　以配平攻角飛行的運動　087
2．4．4　以第二宇宙速度進入大氣層的半彈道式進入軌道設計實例　092
2．4．5　有風情況下載人飛船返迴軌道的計算方法　096
2．5　航天器下降段軌道設計　120
2．5．1　坐標係及符號的定義　120
2．5．2　航天器迴收軌道計算的數學模型　123
2．5．3　參數和初值選取　126
2．5．4　載人飛船10km 高度瞄準點風修正和理論著陸點修正技術　127
參考文獻　130
第三章　進入式航天器氣動設計　131
3．1　概述　132
3．2　進入式航天器氣動布局設計　135
3．2．1　進入器對氣動性能的基本要求　136
3．2．2　半硬殼式進入器布局　136
3．2．3　充氣式進入器布局　146
3．3　進入式航天器氣動力設計與分析　148
3．3．1　工程計算方法　148
3．3．2　數值計算方法　151
3．3．3　地麵試驗　155
3．4　進入式航天器氣動熱設計與分析　157
3．4．1　工程計算方法　157
3．4．2　數值計算方法　167
3．4．3　地麵試驗方法　174
3．5　進入式航天器氣動穩定性設計與分析　177
3．5．1　數值模擬方法　179
3．5．2　振動試驗　186
3．5．3　自由飛試驗　188
3．5．4　大鈍頭進入器增穩設計　190
3．6　進入式航天器特殊氣動問題分析　193
3．6．1　姿控發動機噴流乾擾　193
3．6．2　脈動壓力　197
3．6．3　通信中斷　201
3．7　進入式航天器飛行後氣動辨識與評估　207
3．7．1　彈道重建　207
3．7．2　氣動力參數辨識　211
3．7．3　飛行參數辨識　215
3．7．4　氣動熱參數辨識　220
3．7．5　不確定度分析　223
參考文獻　225
第四章　進入式航天器防熱設計　227
4．1　概述　228
4．2　防熱的設計　230
4．2．1　設計中的重點問題　231
4．2．2　一般設計過程　234
4．2．3　整體防熱設計　236
4．2．4　局部防熱設計　242
4．3　防熱材料及應用　255
4．3．1　防熱材料的工程化研究與分類　255
4．3．2　非燒蝕防熱材料的特點與應用　258
4．3．3　燒蝕型防熱材料的特點與應用　263
4．4　防熱機理與分析　267
4．4．1　防熱機理與分析的基本內容　267
4．4．2　非燒蝕防熱機理與分析　268
4．4．3　燒蝕防熱機理與分析　278
4．5　防熱試驗設計與實施　291
4．5．1　防熱試驗的主要類型　291
4．5．2　燒蝕試驗的範疇　293
4．5．3　燒蝕試驗的設計　295
4．5．4　燒蝕試驗的實施　300
參考文獻　304
第五章　進入式航天器的製導、導航與控製設計　306
5．1　概述　307
5．1．1　製導、導航和控製的主要任務　308
5．1．2　製導、導航和控製設計的影響因素　309
5．1．3　製導、導航和控製設計的要求　309
5．1．4　製導、導航和控製坐標係與時間　310
5．2　進入導航技術　316
5．2．1　導航原理　317
5．2．2　慣性導航　322
5．2．3　慣性器件　328
5．3　進入製導技術　340
5．3．1　標稱軌跡製導法　342
5．3．2　預測校正製導法　344
5．3．3　混閤製導法　353
5．4　進入控製技術　355
5．4．1　彈道升力式航天器進入控製方法　355
5．4．2　升力式航天器進入控製方法　361
5．5　進入製導、導航與控製設計與驗證　366
5．5．1　半彈道式進入航天器設計實例　366
5．5．2　升力式進入航天器設計實例　374
5．5．3　進入航天器六自由度運動模型　377
5．5．4　典型仿真　381
參考文獻　383
第六章　航天器減速著陸技術　385
6．1　概述　386
6．2　航天器減速著陸的特點　390
6．3　航天器減速著陸的組成　394
6．3．1　降落傘減速裝置　394
6．3．2　著陸緩衝裝置　395
6．3．3　執行機構　396
6．3．4　控製裝置　396
6．3．5　結構裝置　397
6．3．6　標位裝置　397
6．3．7　漂浮裝置　398
6．3．8　扶正裝置　398
6．4　航天器減速著陸設計　400
6．4．1　設計需求分析　400
6．4．2　降落傘減速方案設計　404
6．4．3　著陸緩衝方案的設計　407
6．4．4　開傘方案的設計　412
6．4．5　降落傘連接與分離方案設計　419
6．4．6　控製方案的設計　422
6．5　降落傘裝置技術　426
6．5．1　降落傘的組成　426
6．5．2　常用降落傘的傘型及結構　427
6．5．3　降落傘開傘過程的設計　436
6．5．4　大開傘力的計算方法　440
6．5．5　降落傘收口控製技術　444
6．6　火工裝置技術　446
6．6．1　火工裝置的功能　446
6．6．2　火工裝置的分類　450
6．6．3　火工裝置的設計要求　452
6．6．4　火工裝置設計　456
6．6．5　航天器減速著陸中的典型火工裝置及其應用　467
6．7　著陸緩衝技術　478
6．7．1　著陸反推發動機緩衝技術　479
6．7．2　氣囊緩衝技術　483
6．7．3　機械式緩衝技術　487
參考文獻　497
索引498

探尋宇宙的終極挑戰：揭秘航天器下降與著陸的奧秘 浩瀚的宇宙，是人類永恒的夢想與探索的邊疆。從仰望星空到邁嚮星辰大海，人類對太空的渴望從未停止。而在這場波瀾壯闊的宇宙探索史詩中，航天器從廣袤的太空進入另一個天體，並安全、精準地降落在其錶麵，無疑是最為驚心動魄、也最具挑戰性的關鍵環節之一。它不僅是抵達目的地的物理門檻，更是承載著人類智慧、勇氣與無數心血的科技結晶。 本書，將帶領您深入探索航天器下降與著陸這一復雜而精妙的科學技術領域。這不是一本簡單的科普讀物，也不是一部宏大的曆史敘事，而是一次沉浸式的技術剖析，一次對“如何將人類的足跡穩穩地印在另一個星球上”這一終極問題的嚴謹求索。我們將剝離華麗的科幻外衣，聚焦於支撐起每一次太空登陸壯舉的堅實技術骨骼。 從進入大氣層的熊熊烈焰到最終觸地的輕柔一瞬，這是一段充滿未知與風險的旅程。 航天器在進入一個天體的過程中，首先麵臨的是高速穿越其大氣層帶來的劇烈摩擦與高溫。想象一下，以每秒數公裏的速度衝入稀薄而熾熱的大氣，強大的氣動加熱會將航天器包裹在熊熊烈焰之中。如何設計耐高溫的材料、如何精準控製航天器的姿態以減緩減速並避免過熱，是工程師們必須攻剋的首要難題。本書將詳細介紹不同類型天體大氣層的特性，以及與之相關的熱防護係統設計，包括燒蝕材料、熱控塗層等先進技術，解釋它們如何在極端環境下保護航天器免受摧殘。 減速，是下降過程中永恒的主題。 失去瞭地球大氣層的厚重保護，月球、火星等天體的大氣層更為稀薄，甚至近乎真空。這就意味著，僅僅依靠空氣動力學手段是不足以有效減速的。我們必須依賴更強大的力量——反推火箭。這些點燃在航天器尾部的“人工火焰”，以巨大的反作用力對抗著天體的引力，將高速飛行的航天器逐漸“刹住”。本書將深入剖析不同類型的反推火箭係統，包括固體火箭發動機和液體火箭發動機，以及它們在不同飛行階段的運用策略。我們將探討如何精確計算和控製推力，如何在復雜的動力學環境中保持航天器的穩定，以及如何在燃油有限的情況下做齣最優化的減速軌跡規劃。 精確的導航與控製，是抵達“靶心”的生命綫。 在遙遠而未知的星辰大海中，導航如同在大霧彌漫的漆黑夜空中尋找一座孤燈。航天器需要實時感知自身的位置、速度和姿態，並與預設的著陸點進行比對。任何微小的誤差，都可能導緻著陸點的偏差，甚至任務的失敗。本書將詳細闡述慣性導航係統（INS）、星敏感器、以及在某些任務中應用的雷達與光學導航技術。我們將探討如何融閤多源導航信息，提高定位精度，以及先進的製導律設計，如何引導航天器在復雜的地形條件下，規避障礙物，最終精準降落在預定的安全區域。 地形感知與避障，是通往安全著陸的“最後一道防綫”。 目標天體的錶麵並非一馬平川，而是充滿瞭隕石坑、陡坡、岩石等潛在危險。在最後階段，航天器需要“看見”並“理解”它即將降落的地形，並能自主做齣規避決策。這需要先進的傳感器技術和智能化的算法。本書將介紹激光雷達（LiDAR）、立體視覺相機等地形感知技術，以及如何利用這些傳感器獲取的高精度地形數據，進行實時三維建模。我們還將深入研究基於圖像處理和人工智能的避障算法，解釋它們如何在瞬間做齣危險判斷，並動態調整著陸軌跡，確保航天器能夠平穩地“落腳”。 著陸係統的選擇與設計，是實現“軟著陸”的關鍵。 不同的天體環境和航天器載荷，決定瞭著陸係統的多樣性。從月球上相對簡單的硬著陸，到火星等需要復雜減速機製的軟著陸，再到未來可能麵臨更嚴峻挑戰的係外行星著陸，每一種都代錶著技術上的巨大飛躍。本書將詳細介紹幾種典型的著陸技術，包括： 反推著陸： 通過火箭發動機産生的推力，在著陸瞬間抵消重力，實現平穩下降。我們將分析不同反推發動機的類型、性能以及控製策略。 氣囊著陸： 適用於質量較小的航天器，通過充氣氣囊吸收著陸時的衝擊能量，避免損傷。我們將探討氣囊的設計、材料選擇以及展開與充氣機製。 著陸腿/緩衝裝置： 位於航天器底部，用於吸收最後階段的衝擊力，並將載荷分散到地麵。我們將研究不同著陸腿的設計原理，包括伸縮式、吸能式等，以及它們如何應對不同地形的差異。 降落傘係統： 在大氣層較厚的天體，降落傘是重要的減速工具，但它通常需要與其他減速方式結閤使用。我們將分析不同類型降落傘（如環形傘、十字傘）的空氣動力學特性，以及它們的展開與收迴機製。 未來探索中的新型著陸技術： 隨著人類探索的深入，我們還將展望如空中吊車、反嚮噴氣等更加前沿的著陸技術，它們為未來更復雜、更具挑戰性的星球探測任務提供瞭新的可能。 任務規劃與風險管理，是成功背後的隱形翅膀。 任何一次成功的太空著陸，都不是偶然的。背後是無數次的模擬計算、方案推演和風險評估。本書將觸及任務規劃的宏觀層麵，包括著陸點的選擇依據、著陸窗口的確定、以及不同著陸策略的權衡。我們還將深入探討風險管理的重要性，如何識彆潛在的故障模式，如何設計冗餘係統，以及如何在任務過程中進行故障診斷與應急處理。 本書的價值，在於它將這些抽象的技術概念，通過清晰的邏輯、嚴謹的分析，以及對實際工程案例的解讀，呈現在讀者麵前。 它不僅僅是理論的堆砌，更是工程師們在實踐中不斷探索、不斷試錯、不斷突破的智慧結晶。我們將引述經典的航天器任務，如阿波羅登月、火星探測器“好奇號”、“毅力號”的著陸過程，來佐證和豐富我們所闡述的技術原理。您將瞭解到，每一次在遙遠星係的成功著陸，都凝聚瞭無數科學傢和工程師的心血與智慧。 本書適閤誰閱讀？ 航空航天領域的學生與研究人員： 本書將提供深入的技術細節和工程實踐指導，是學習和研究航天器下降與著陸技術的寶貴參考。 對太空探索充滿好奇的讀者： 如果您對人類如何實現太空登陸充滿疑問，渴望瞭解背後的科學原理，本書將為您揭開神秘的麵紗，讓您對這項偉大的事業有更深刻的認識。 工程師與技術愛好者： 本書將提供豐富的工程案例和前沿技術介紹，幫助您拓寬技術視野，激發創新靈感。 對科學史與技術發展感興趣的讀者： 通過對下降與著陸技術的梳理，您將更能理解人類科技進步的脈絡，以及太空探索對人類文明的深遠影響。 這是一次挑戰極限的徵程，一次對物理定律的精準運用，一次對人類智慧的極緻考驗。 翻開本書，您將踏上一段前所未有的技術探索之旅，與我們一同領略航天器下降與著陸的壯麗圖景，感受科技的力量，激發探索宇宙的無限可能。讓我們一起，嚮著星辰大海，邁齣堅實而穩健的一步。

評分☆☆☆☆☆

購買《國之重器齣版工程》這本書，主要是齣於一種對國傢科技發展的關注和自豪感。這本書的整體風格，可以用“一絲不苟”來形容。我尤其欣賞書中對每一個細節的精雕細琢，從概念的提齣，到原理的闡釋，再到實際應用的分析，都做到瞭非常詳盡和深入。作者的筆觸非常穩健，條理清晰，仿佛一位經驗豐富的工程師，在嚮你娓娓道來一件偉大的工程。我注意到書中引用瞭大量的官方資料和研究數據，這為書的內容提供瞭堅實的基礎，也增加瞭其權威性。而且，在閱讀的過程中，我能夠感受到作者對所研究領域的熱情和專注，這種“匠人精神”貫穿全書，讓人由衷地欽佩。這本書的價值，不僅僅在於它所傳達的知識本身，更在於它所代錶的那種追求卓越、精益求精的國傢精神。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是一個對技術細節不太感興趣的普通讀者，但《國之重器齣版工程》這個書名，加上“航天器進入下降與著陸技術”這個具體方嚮，還是成功引起瞭我的好奇心。這本書給我的感覺非常“接地氣”，當然這裏的“接地氣”是指它能將非常復雜、高深的技術，用一種相對容易理解的方式展現齣來。我驚喜地發現，書中並沒有充斥著讓人頭暈的專業術語和公式，反而在很多地方，作者會穿插一些生動的故事和比喻，來解釋某個技術的原理。例如，在介紹某個關鍵部件的作用時，作者可能會用我們生活中常見的物品來類比，這樣一來，即使是初學者，也能快速抓住重點。我覺得這種敘事方式非常聰明，它既保證瞭內容的專業性，又大大降低瞭閱讀門檻，讓更多人有機會接觸和瞭解這些“國之重器”背後的故事。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠代錶國傢最高科技水平的領域充滿敬畏，所以當看到《國之重器齣版工程》這個係列時，立刻就被吸引瞭。這本書的整體呈現方式，給人的感覺就是“大氣磅礴”。從排版設計到插圖的使用，都透著一股國傢級工程的嚴謹與宏偉。我特彆喜歡書中那些精美的圖錶和剖麵圖，它們用最直觀的方式展現瞭復雜技術的內在結構和工作原理，即使是第一次接觸這些概念的讀者，也能通過這些視覺元素快速建立起一個初步的認識。而且，作者在文字描述上，也盡可能地使用瞭淺顯易懂的語言，雖然涉及的是尖端科技，但並沒有讓人望而卻步。總的來說，這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一部關於國傢科技實力發展曆程的史詩，讀起來讓人心潮澎湃，也對中國在這些“國之重器”領域的成就感到由衷的自豪。

評分☆☆☆☆☆

這本《國之重器齣版工程》給我最深刻的印象是它在內容呈現上的“厚重感”。翻閱的過程中，我常常會停下來，反復閱讀某些章節。作者的語言風格非常嚴謹，學術性很強，但又不至於讓人覺得晦澀難懂，反而在細緻的闡述中，你能感受到其中蘊含的深厚底蘊和嚴密的邏輯。書中對每一個概念的界定都非常清晰，對每一個技術細節的剖析也一絲不苟，這對於想要深入瞭解某個領域的讀者來說，無疑是極大的福音。我尤其欣賞作者在引入新技術或新概念時，會追溯其發展的曆史脈絡，梳理其前因後果，讓讀者能夠更全麵地理解這項技術在整個學科體係中的位置和意義。這種“考古式”的研究方法，不僅展現瞭作者的博學，也極大地豐富瞭閱讀體驗，讓原本可能枯燥的技術講解變得生動且富有層次感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計我一直挺喜歡的，沉甸甸的，紙張的質感也很好，摸上去有種紮實的觸感。封麵圖案的選取也很有講究，那種充滿科技感的綫條和色彩搭配，總能讓人聯想到宏大的事業和精密的儀器。每次翻開這本書，都能感受到一種對知識的敬意，不隻是文字內容，就連這“硬件”本身，都傳遞著一種認真和專業的氣息。我想，能夠投入這樣大的精力去做一本關於“國之重器”的齣版工程，本身就說明瞭它在學術界和工程界的重要地位。這本書的齣現，我相信不僅是對相關領域研究人員的一次知識盛宴，對於那些對國傢重大科技成就充滿好奇的普通讀者來說，也是一個瞭解國傢實力、感受時代進步的重要窗口。我特彆期待書中能夠展現齣那些鮮為人知但又至關重要的細節，比如某種核心技術的攻關過程，或者在設計製造過程中遇到的挑戰以及如何剋服的，這些故事往往比純粹的技術原理更吸引人，也更能激發人們的民族自豪感和對科學的嚮往。