前言
第1章緒論
11概述
12制導技術
13姿態控制技術
14研究途徑
第2章常用坐標繫及其轉換
21空間點位的天文坐標和大地坐標
211大地水準面與天文坐標
212地球橢球與大地坐標
22大地坐標與地心坐標繫的關繫
221大地坐標至地心坐標繫轉換
222地心球坐標及其與大地坐標、地心直角坐標的關繫
23坐標繫間的轉換矩陣
231初等轉換矩陣的幾何推導
232方向餘弦矩陣
233坐標繫轉換矩陣的歐拉角表示
24發射坐標繫和箭體坐標繫
241發射坐標繫
242箭體坐標繫
243箭體坐標繫與發射坐標繫的關繫
244發射坐標繫與地心坐標繫的關繫
25慣性坐標繫
251慣性坐標繫定義
252慣性坐標繫與發射坐標繫的關繫
253慣性坐標繫與箭體坐標繫的關繫
254慣性繫姿態角與發射繫姿態角的關繫
26速度坐標繫
261速度坐標繫定義
262速度坐標繫與發射坐標繫的關繫
263速度坐標繫與箭體坐標繫的關繫
27軌跡坐標繫
271軌跡坐標繫定義
272軌跡坐標繫與速度坐標繫的關繫
273軌跡坐標繫與發射坐標繫的關繫
274軌跡坐標繫與箭體坐標繫的關繫
28北天東坐標繫
281北天東坐標繫定義
282北天東坐標繫與慣性坐標繫的關繫
283北天東坐標繫與發射坐標繫的關繫
第3章運載火箭運動方程
31變質量力學基本原理
311變質量質點的基本方程
312變質量質點繫的質心運動方程和繞質心轉動方程
32作用在火箭上的力和力矩
321附加力、附加力矩及發動機特性
322控制力和控制力矩
323地球引力和重力
324空氣動力及空氣動力矩
33火箭的飛行及彈道分段
331飛行概述
332彈道飛段
34運載火箭主動段運動方程
341運載火箭矢量形式的運動學方程
342發射坐標繫中的空間彈道方程的一般形式
343發射坐標繫中的空間彈道計算方程
344在速度坐標繫中建立的空間彈道方程
35自由段運動方程
351自由飛行段軌道方程
352軌道方程式的討論
353射程與主動段終點參數的關繫
354火箭被動段飛行時間的計算
第4章運載火箭彈道設計
41彈道工程設計方法
411飛行程序的任務和要求
412飛行程序的選擇方法
413滿足這些特殊要求的實際飛行程序
42主動段彈道飛行程序設計
421狀態方程
422共軛方程和橫截條件
423控制變量的確定
43真空段彈道設計
431飛行程序選擇
432發動機推力程序的設計
第5章彈道攝動制導理論及方法
51攝動法的基本思想
52用攝動法研究擾動因素對載荷落點偏差的影響
521落點偏差概念、生成及表示
522全射程偏導數的計算
53攝動方程的建立
531主動段攝動方程
532箭體結構參數偏差對主動段彈道的影響
533自由飛行段攝動方程的研究
54載荷落點偏差控制的任務及其控制方法
55按速度關機的射程控制方案的研究
551按速度關機時射程偏差的計算公式
552按速度關機的射程偏差與按時間關機的射程偏差的比較
56按火箭縱軸方向視速度關機的射程控制
57滿足ΔL=0的補償關機射程控制方案
58利用共軛方程建立ΔL=0的全補償關機方程
59橫向導引和法向導引
591橫向導引
592法向導引
第6章顯式制導方法
61顯式制導的基本思想
611瞬時位置和速度的計算
612根據瞬時位置和速度產生控制信號，將火箭控制在射面內
613計算射程角
62閉路制導方法研究
621基本假設
622導航計算的遞推算法
623當前點位置的球坐標表示
624需要速度的確定
625閉路制導的導引
626閉路制導的關機控制
63地球扁率和再入段空氣動力影響的計算和補償
631地球扁率對被動段彈道影響的計算
632再入段空氣動力的影響
64落點偏差的修正
641利用計算所得落點偏差來修正落點坐標
642利用落點偏差修正關機點速度
643根據落點偏差，用脈衝過渡函數計算關機點修正速度
65迭代制導法
651將VK控制到V~K
652將rK控制到r~K、VrK控制到V~rK
第7章運載火箭動態特性的研究方法
71火箭穩定性和操縱性的概念
711穩定性的概念
712操縱性的概念
72火箭擾動運動的研究方法
721用數值積分法解火箭擾動運動方程組
722小擾動法
73火箭運動方程的線性化
731微分方程組線性化的方法
732空氣動力和力矩表達式的線性化
733運動方程的線性化
74火箭擾動運動的分組
75固化繫數法
第8章運載火箭箭體縱向動態特性分析
81縱向擾動運動的解、特征方程式
82縱向擾動運動特性分析及縱向穩定性條件
821特征方程式的根和其繫數間的關繫
822縱向干擾運動的特性
823縱向穩定性條件
824特征方程式根的求法
825振蕩周期和阻尼度的確定
83擾動運動的典型例子及擾動運動的兩種模態
831擾動運動的典型例子
832擾動運動的兩種模態
84短周期運動的簡化分析
85運載火箭縱向擾動運動分析
851靜穩定的火箭
852靜不穩定的火箭
853火箭的縱向穩定性分析
86箭體的縱向傳遞函數及結構圖的組成
861箭體的縱向傳遞函數
862縱向擾動運動的結構圖
87箭體縱向傳遞函數的簡化
88舵作階躍偏轉時，縱向動態特性討論
881法向過載的傳遞函數
882過渡過程的性能指標和箭體的傳遞函數
89箭體的對數頻率特性
891Δα、Δθ·、Δny的對數頻率特性曲線
892Δθ、Δφ的對數頻率特性曲線
第9章運載火箭箭體側向動態特性分析
91側向擾動運動方程及其簡化
911側向空氣動力導數
912側向擾動運動方程組及其簡化
92側向穩定性分析
921側向擾動運動方程的解
922側向擾動運動的三種典型運動
923側向三種典型運動模態的分析
93側向穩定性邊界的討論
94箭體的側向傳遞函數
941滾動運動的傳遞函數
942箭體的側向傳遞函數
943滾動運動的對數頻率特性

前言
運載火箭是一個很大很復雜的繫統，它以發動機為動力，在控制繫統作用下，按預定的軌跡飛行，將載荷送至目標點或預定軌道。為了保證運載火箭能完成預定的任務，在研制、試驗和實際應用過程中，均須掌握運載火箭的機械運動規律。研究運載火箭運動規律的專門學科為飛行力學，它是應用力學的一個新分支。飛行力學與研究一般力學對像運動規律的理論力學既有區別又有聯繫。理論力學給出了一般力學對像作機械運動時所遵循的普遍規律和描述其運動的運動微分方程。飛行力學則根據理論力學的普遍規律，深入分析運載火箭這一特定對像作機械運動時的特殊矛盾，建立描述其運動的微分方程，揭示運載火箭運動的客觀規律，並應用這些規律解決工程實際問題。由於運載火箭是一個復雜的繫統，描述其運動的微分方程組，在戰術、技術所要求的精度指標越高時就越復雜。為細致描述其規律，在工程中常將運載火箭運動分為質心運動和繞質心的姿態運動。其中，研究其質心運動的就是彈道學，研究其姿態運動的則稱為動態特性分析。按照“需求牽引，緊盯主題，循序漸進，層次分明”的編寫原則，本書詳細講解了運載火箭彈道的基本原理及彈道設計方法，逐步引導讀者熟悉制導和姿態控制技術，著重論述了攝動制導、顯式制導、組合制導等理論知識，在介紹了運載火箭動態特性研究方法的基礎上，對運載火箭飛行器縱（側）向動態特性進行了深入分析。全書共9章。第1章為緒論，簡要介紹了飛行力學、制導技術和動態特性分析的基本內容和研究途徑。第2章詳細論述了彈道和控制理論研究的基礎知識和坐標繫定義，討論了坐標繫間的轉換方法。第3章從變質量力學的基本原理出發，分析了作用在火箭上的外力、外力矩等，建立了發射坐標繫和速度坐標繫的運動方程組，並討論了自由段的運動方程。第4章則討論了運載火箭彈道的工程設計方法、主動段的程序設計方法和彈道在真空段的設計。第5、6章主要講制導。其中，第5章介紹了攝動制導的基本思想，以及攝動方程的建立和各種關機方案的比較；第6章主要介紹顯式制導，重點論述了閉路制導和迭代制導方法等。第7~9章是運載火箭動態特性分析的內容。其中，第7章從穩定性和操縱性的概念出發，討論了火箭擾動運動的研究方法，並給出了火箭運動方程的線性化；第8章對運載火箭箭體縱向的動態特性進行了研究，給出了縱向穩定的條件、擾動運動的模態等，重點討論了箭體縱向的傳遞函數及結構圖的組成，分析了箭體縱向的對數頻率特性；第9章則對運載火箭側向的動態特性進行了分析，研究了側向擾動運動方程、側向穩定性問題和箭體側向的傳遞函數等。本書的編寫得到了許多技術人員的無私幫助，在此表示由衷的感謝。參與本書編寫工作的還有盧建新、白永強、荊曉榮、張其陽、彭傑、孫琦、樊文平、侯玉國、苗岩松、李飛晟、張正娟、田學敏、孫晨、夏紅根、李正旭。特別感謝張林、淳靜、李紅林、史巍、張強、關卓、蒲凌雲、王亮、張正娟等，他們對本書編寫工作提供了極大幫助。由於編者的水平所限，書中錯誤與欠妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。