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第1章 绪论1

1．1 航天飞行器简介1

1．1．1 航天飞行器2

1．1．2 航天器的轨道7

1．1．3 航天器的姿态稳定12

1．1．4 航天器的环境载荷16

1．1．5 航天器的应用16

1．2 航天飞行器的动力学问题17

1．2．1 简单航天器的动力学问题17

1．2．2 复杂航天器的动力学问题18

1．3 我国航天器的发展状况24

第2章 飞行器动力学建模的基本方法32

2．1 牛顿－欧拉法32

2．2 拉格朗日法37

2．3 达朗贝尔原理44

2．4 凯恩方法45

2．5 虚功原理46

第3章 飞行器轨道动力学与控制47

3．1 航天飞行器运行轨道47

3．1．1 坐标系48

3．1．2 轨道方程（二体运动）49

3．1．3 航天飞行器轨道摄动55

3．1．4 用矢量法求摄动运动方程57

3．2 航天飞行器轨道转移61

3．2．1 同平面内的轨道转移61

3．2．2 非共面轨道转移63

第4章 飞行器姿态动力学65

4．1 姿态参数的描述65

4．2 运动学方程67

4．3 刚体姿态动力学方程68

4．4 航天飞行器环境扰动70

4．4．1 重力梯度力矩71

4．4．2 大气阻力矩73

4．4．3 地磁力矩73

4．4．4 太阳光压力矩74

4．4．5 星上惯性力矩76

第5章 飞行器姿态稳定控制78

5．1 重力稳定航天器78

5．1．1 伸收杆过程的系统姿态运动方程79

5．1．2 重力稳定过程的系统姿态运动方程80

5．1．3 重力稳定的天平动频率和周期81

5．1．4 重力稳定的稳定性条件82

5．2 自旋稳定航天器82

5．2．1 航天器自旋稳定原理82

5．2．2 单自旋稳定航天器姿态动力学83

5．2．3 双自旋稳定航天器姿态动力学86

5．2．4 自旋航天器的主动控制91

5．3 三轴稳定航天器96

5．3．1 姿态控制器97

5．3．2 飞轮控制姿态动力学方程98

5．3．3 单框架控制力矩陀螺稳定航天器姿态动力学方程101

第6章 复杂航天飞行器动力学105

6．1 多体系统的运动学分析105

6．1．1 多体系统的混合坐标系及其相关矩阵105

6．1．2 多刚体系统的运动学107

6．1．3 柔性多体系统的运动学110

6．2 用牛顿－欧拉法建立复杂航天器的动力学方程113

6．2．1 多刚体系统的单体动力学方程113

6．2．2 多柔体系统的单体动力学方程116

6．3 拉格朗日法建立复杂航天器的动力学方程119

6．3．1 中心刚体加柔性附件类航天器动力学方程119

6．3．2 含复合柔性结构类航天器动力学方程124

6．4 凯恩法建立复杂航天器的动力学方程127

6．4．1 相邻柔性体间的运动学关系127

6．4．2 多体系统中柔性体Bk的运动学方程130

6．4．3 柔性多体系统动力学方程132

6．5 柔性航天器动力学分析算例133

第7章 载人航天飞行139

7．1 载人航天环境和生命保障139

7．1．1 航天器环境139

7．1．2 环境控制和生命保障140

7．2 载人航天史142

7．3 载人航天飞行器145

7．3．1 宇宙飞船145

7．3．2 航天飞机147

7．3．3 载人空间站152

7．4 展望火星飞行158

第8章 星际航行163

8．1 星际航行的基本理论163

8．1．1 齐奥尔科夫斯基公式163

8．1．2 阿克莱公式164

8．1．3 航天飞行速度167

8．2 太阳系探测172

8．2．1 太阳系173

8．2．2 行星际探测178

8．2．3 行星际航行轨道184

8．3 恒星际飞行189

参考文献193