航天器进入与返回技术

《航天器进入与返回技术》是密切结合返回与进入式航天器研制工程的一本技术专著，对航天器（重点是返回式人造卫星和载人飞船）的进入与返回技术作了较全面的论述。全书共7章，分上、下两册。上册包括1～4章，下册包括5～7章。上册内容有概论、航天器的返回轨道与进入轨道设计、进入式航天器的气动力和气动热设计、进入式航天器的制导和控制。下册内容有防热结构设计、弹道及弹道－升力式航天器的回收和着陆系统、载人航天的救生技术。本书适用于从事进入与返回式航天器研究、设计、生产、试验和应用的工程技术人员阅读，也可作为高等院校有关专业的教学参考书。^[1]

第1章 概论

1.1 进入和返回技术

1.2 航天器的进入与返回过程

1.2.1 脱离运行轨道

1.2.2 进入轨道的过渡段

1.2.3 进入走廊

1.2.4 进入段

1.2.5 着陆段

1.2.6 直接从运行轨道进入大气层

1.3 进入和返回式航天器的分类

1.3.1 弹道式进入航天器

1.3.2 弹道一升力式进入航天器

1.3.3 升力式进入航天器

1.4 航天器进入与返回技术的发展

1.4.1 发展的初期阶段

1.4.2 应用与发展阶段

1.4.3 无损和定点返回技术的发展

参考文献

第2章 航天器的返回轨道与进入轨道设计

2.1 概述

2.2 航天器进入轨道的近似理论与初步设计

2.2.1 进入轨道的基本运动方程

2.2.2 进入行星大气的统一理论

2.2.3 进入走廊的计算方法

2.3 弹道式再入航天器的返回轨道设计

2.3.1 不控制升力的弹道式返回器的轨道设计方法

2.3.2 不控制升力的弹道式航天器的返回轨道设计理论

2.3.3 无升力弹道式进入航天器的返回轨道设计

2.4 弹道一升力式再入航天器的返回轨道设计

2.4.1 弹道一升力式再入航天器的返回器的返回轨道设计方法

2.4.2 弹道一升力式返回器返回轨道设计理论

2.4.3 弹道一升力式返回器返回轨道举例

2.5 升力式进入航天器的返回轨道设计

2.5.1 离轨段与过渡段的设计

2.5.2 再入段的设计

2.5.3 着陆段设计

2.6 航天器下降到无大气层天体的轨道

2.6.1 下降到月球的轨道的分段

2.6.2 下降轨道机动段

2.6.3 动力下降段

2.6.4 登月舱的着陆精度

参考文献

第3章 进入式航天器的气动力和气动热设计

3.1 概述

3.2 进入式航天器空气动力学基本概念

3.2.1 进入器周围气体流动状态

3.2.2 进入器与周围高速气流之间的作用力

3.2.3 进入器与周围高速气流之间的换热

3.3 进入式航天器的气动力设计

3.3.1 气动力设计要求及设计步骤

3.3.2 典型气动外形

3.3 。3卫星再入飞行气动力设计及计算

3.4 气动加热计算

3.4.1 气动加热计算要求

3.4.2 地球大气特性

3.4.3 气动加热简易计算方法

3.4.4 进入器周围流场计算

3.4.5 自由分子流传热计算

3.4.6 边界层对流传热计算

3.4.7 稀薄气体过渡区传热计算

3.4.8 激渡层辐射传热计算

3.4.9 算例

3.5 气动外形优化设计

3.5.1 气动外形优化设计基本要求

3.5.2 卫星返回器最小气动加热外形

参考文献

第4章 进入式航天器的制导和控制

4.1 概述

4.1.1 进入式航天器制导控制的目的和内容

4.1.2 影响进入式航天器制导和控制系统设计的因素

4.1.3 制导方法及分类

4.1.4 进入制导和控制系统设计要求

4.2 弹道式返回控制

4.2.1 离轨过程控制

4.2.2 三轴稳定控制

4.2.3 最优弹道式返回控制

4.3 弹道一升力式返回控制

4.3.1 弹道一升力式返回控制特点

4.3.2 导航和制导系统

4.3.3 稳定和控制系统

4.3.4 反作用推进系统

4.3.5 弹道一升力式再入制导和导航控制实例

4.4 升力式再入制导和控制

4.4.1 升力式再入制导和控制的特点

4.4.2 升力式再入的气动力控制

4.4.3 升力式再入制导和控制方法

4.4.4 升力式再入制导和控制实例

参考文献

主要术语表

符号表^[2]

第五章 防热结构设计

51概述

5.2吸热式防热结构设计

5.2.1吸热式防热的机理和特性

5.2.2吸热式防热层的设计与计算

5.2.3吸热式防热的材料和设计实例

5.3辐射式防热结构设计

5.3.1辐射防热原理及应用

5.3.2辐射防热层的设计与计算

5.3.3辐射防热结构的典型方案

5.3.4辐射蒙皮的材料与工艺

5.3.5隔热材料及其最佳性能设计

5.3.6辐射防热结构应用实例

5.4烧蚀防热结构设计

5.4.1烧蚀防热结构的设计过程

5.4.2典型烧蚀材料的防热机理

5.4.3烧蚀材料及其筛选

5.4.4烧蚀计算的理论模型

5.4.5关于烧蚀材料物性参数

5.4.6烧蚀防热结构设计

5.4.7烧蚀参数的飞行遥测

5.5局部防热设计

5.5.1局部防热设计问题的提出

5.5.2局部流场和传热效应

5.5.3局部防热设计实例

第六章 弹道及弹道－升力式进入器的回收和着陆系统

6.1概述

6.1.1回收系统的工作特点和设计要求

6.1.2安全着陆速度

6.2回收系统的组成

6.2.1着陆系统

6.2.2标位装置

6.2.3漂浮装置

6.2.4扶正装置

6.2.5结构

6.3回收舱与底盖在尾流区中的分离

6.3.1回收舱尾流区中的分离技术的特点及组成

6.3.2尾流区风洞试验技术

6.3.3尾流区分离动力学分析

6.3.4地面弹射分离模拟试验技术

6.4减速装置

6.4.1降落伞系统的组成

6.4.2稳定下降速度

6.4.3常用的降落伞伞型

6.4.4降落伞系统的设计

6.4.5开伞冲击载荷和伞衣收口技术

6.5回收程序的控制

6.5.1基本设计要求

6.5.2回收控制方法

6.5.3控制仪器

6.5.4实例

6.6火工装置的设计和应用

6.6.1设计要求

6.6.2火工装置的设计

6.6.3发火元件

6.6.4解锁类火工装置

6.6.5弹射分离类火工装置

6.6.6切割类火工装置

6.6.7索类火工装置

6.7着陆缓冲装置

6.7.1可压缩能量吸收器

6.7.2缓冲气囊

6.7.3机械式缓冲装置

6.7.4控制着陆姿态

6.7.5着陆火箭

6.8标位装置

6.9行星着陆器的着陆系统

6.9.1在具有大气的行星表面着陆

6.9.2在无大气层的星球表面着陆

第七章 载人航天救生技术

7.1概述

7.1.1载人航天的安全与救生

7.1.2航天救生的技术途径

7.2主动飞行段救生的特点和危险分析

7.2.1主动段救生的特点

7.2.2主动段危险分析

7.2.3故障检测

7.3主动段救生方式

7.3.1乘逃逸装置逃生

7.3.2按应急程序返回

7.4主动段救生方案实例

7.4.1“阿波罗”飞船救生方案

7.4.2美国航天飞机救生方案

7.5轨道运行段救生的特点和危险分析

7.5.1轨道运行段救生的特点

7.5.2轨道运行段危险分析

7.6具有返回能力航天器的轨道段救生

7.7不具备返回能力航天器的轨道段救生

7.7.1美、苏空间站救生经验

7.7.2空间站救生方案探讨

7.7.3轨道救生艇

7.8返回段的应急救生^[1]