航天器進入與返回技術

《航天器進入與返回技術》是密切結合返回與進入式航天器研製工程的一本技術專著，對航天器（重點是返回式人造衛星和載人飛船）的進入與返回技術作了較全面的論述。全書共7章，分上、下兩冊。上冊包括1～4章，下冊包括5～7章。上冊內容有概論、航天器的返回軌道與進入軌道設計、進入式航天器的氣動力和氣動熱設計、進入式航天器的制導和控制。下冊內容有防熱結構設計、彈道及彈道－升力式航天器的回收和著陸系統、載人航天的救生技術。本書適用於從事進入與返回式航天器研究、設計、生產、試驗和應用的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校有關專業的教學參考書。

第1章 概論

1.1 進入和返回技術

1.2 航天器的進入與返回過程

1.2.1 脫離運行軌道

1.2.2 進入軌道的過渡段

1.2.3 進入走廊

1.2.4 進入段

1.2.5 著陸段

1.2.6 直接從運行軌道進入大氣層

1.3 進入和返回式航天器的分類

1.3.1 彈道式進入航天器

1.3.2 彈道一升力式進入航天器

1.3.3 升力式進入航天器

1.4 航天器進入與返回技術的發展

1.4.1 發展的初期階段

1.4.2 應用與發展階段

1.4.3 無損和定點返回技術的發展

參考文獻

第2章 航天器的返回軌道與進入軌道設計

2.1 概述

2.2 航天器進入軌道的近似理論與初步設計

2.2.1 進入軌道的基本運動方程

2.2.2 進入行星大氣的統一理論

2.2.3 進入走廊的計算方法

2.3 彈道式再入航天器的返回軌道設計

2.3.1 不控制升力的彈道式返回器的軌道設計方法

2.3.2 不控制升力的彈道式航天器的返回軌道設計理論

2.3.3 無升力彈道式進入航天器的返回軌道設計

2.4 彈道一升力式再入航天器的返回軌道設計

2.4.1 彈道一升力式再入航天器的返回器的返回軌道設計方法

2.4.2 彈道一升力式返回器返回軌道設計理論

2.4.3 彈道一升力式返回器返回軌道舉例

2.5 升力式進入航天器的返回軌道設計

2.5.1 離軌段與過渡段的設計

2.5.2 再入段的設計

2.5.3 著陸段設計

2.6 航天器下降到無大氣層天體的軌道

2.6.1 下降到月球的軌道的分段

2.6.2 下降軌道機動段

2.6.3 動力下降段

2.6.4 登月艙的著陸精度

參考文獻

第3章 進入式航天器的氣動力和氣動熱設計

3.1 概述

3.2 進入式航天器空氣動力學基本概念

3.2.1 進入器周圍氣體流動狀態

3.2.2 進入器與周圍高速氣流之間的作用力

3.2.3 進入器與周圍高速氣流之間的換熱

3.3 進入式航天器的氣動力設計

3.3.1 氣動力設計要求及設計步驟

3.3.2 典型氣動外形

3.3 。3衛星再入飛行氣動力設計及計算

3.4 氣動加熱計算

3.4.1 氣動加熱計算要求

3.4.2 地球大氣特性

3.4.3 氣動加熱簡易計算方法

3.4.4 進入器周圍流場計算

3.4.5 自由分子流傳熱計算

3.4.6 邊界層對流傳熱計算

3.4.7 稀薄氣體過渡區傳熱計算

3.4.8 激渡層輻射傳熱計算

3.4.9 算例

3.5 氣動外形優化設計

3.5.1 氣動外形優化設計基本要求

3.5.2 衛星返回器最小氣動加熱外形

參考文獻

第4章 進入式航天器的制導和控制

4.1 概述

4.1.1 進入式航天器制導控制的目的和內容

4.1.2 影響進入式航天器制導和控制系統設計的因素

4.1.3 制導方法及分類

4.1.4 進入制導和控制系統設計要求

4.2 彈道式返回控制

4.2.1 離軌過程式控制制

4.2.2 三軸穩定控制

4.2.3 最優彈道式返回控制

4.3 彈道一升力式返回控制

4.3.1 彈道一升力式返回控制特點

4.3.2 導航和制導系統

4.3.3 穩定和控制系統

4.3.4 反作用推進系統

4.3.5 彈道一升力式再入制導和導航控制實例

4.4 升力式再入制導和控制

4.4.1 升力式再入制導和控制的特點

4.4.2 升力式再入的氣動力控制

4.4.3 升力式再入制導和控制方法

4.4.4 升力式再入制導和控制實例

參考文獻

主要術語表

符號表

第五章 防熱結構設計

51概述

5.2吸熱式防熱結構設計

5.2.1吸熱式防熱的機理和特性

5.2.2吸熱式防熱層的設計與計算

5.2.3吸熱式防熱的材料和設計實例

5.3輻射式防熱結構設計

5.3.1輻射防熱原理及應用

5.3.2輻射防熱層的設計與計算

5.3.3輻射防熱結構的典型方案

5.3.4輻射蒙皮的材料與工藝

5.3.5隔熱材料及其最佳性能設計

5.3.6輻射防熱結構應用實例

5.4燒蝕防熱結構設計

5.4.1燒蝕防熱結構的設計過程

5.4.2典型燒蝕材料的防熱機理

5.4.3燒蝕材料及其篩選

5.4.4燒蝕計算的理論模型

5.4.5關於燒蝕材料物性參數

5.4.6燒蝕防熱結構設計

5.4.7燒蝕參數的飛行遙測

5.5局部防熱設計

5.5.1局部防熱設計問題的提出

5.5.2局部流場和傳熱效應

5.5.3局部防熱設計實例

第六章 彈道及彈道－升力式進入器的回收和著陸系統

6.1概述

6.1.1回收系統的工作特點和設計要求

6.1.2安全著陸速度

6.2回收系統的組成

6.2.1著陸系統

6.2.2標位裝置

6.2.3漂浮裝置

6.2.4扶正裝置

6.2.5結構

6.3回收艙與底蓋在尾流區中的分離

6.3.1回收艙尾流區中的分離技術的特點及組成

6.3.2尾流區風洞試驗技術

6.3.3尾流區分離動力學分析

6.3.4地面彈射分離模擬試驗技術

6.4減速裝置

6.4.1降落傘系統的組成

6.4.2穩定下降速度

6.4.3常用的降落傘傘型

6.4.4降落傘系統的設計

6.4.5開傘衝擊載荷和傘衣收口技術

6.5回收程序的控制

6.5.1基本設計要求

6.5.2回收控制方法

6.5.3控制儀器

6.5.4實例

6.6火工裝置的設計和應用

6.6.1設計要求

6.6.2火工裝置的設計

6.6.3發火元件

6.6.4解鎖類火工裝置

6.6.5彈射分離類火工裝置

6.6.6切割類火工裝置

6.6.7索類火工裝置

6.7著陸緩衝裝置

6.7.1可壓縮能量吸收器

6.7.2緩衝氣囊

6.7.3機械式緩衝裝置

6.7.4控制著陸姿態

6.7.5著陸火箭

6.8標位裝置

6.9行星著陸器的著陸系統

6.9.1在具有大氣的行星表面著陸

6.9.2在無大氣層的星球表面著陸

第七章 載人航天救生技術

7.1概述

7.1.1載人航天的安全與救生

7.1.2航天救生的技術途徑

7.2主動飛行段救生的特點和危險分析

7.2.1主動段救生的特點

7.2.2主動段危險分析

7.2.3故障檢測

7.3主動段救生方式

7.3.1乘逃逸裝置逃生

7.3.2按應急程序返回

7.4主動段救生方案實例

7.4.1“阿波羅”飛船救生方案

7.4.2美國太空梭救生方案

7.5軌道運行段救生的特點和危險分析

7.5.1軌道運行段救生的特點

7.5.2軌道運行段危險分析

7.6具有返回能力航天器的軌道段救生

7.7不具備返回能力航天器的軌道段救生

7.7.1美、蘇空間站救生經驗

7.7.2空間站救生方案探討

7.7.3軌道救生艇

7.8返回段的應急救生