.《非线性动力学及其航天应用》按照数学知识由浅入深分为三个部分。首先,介绍非线性动力学基本概念,以常微分方程为核心,重点论述非线性动力系统的定性分析理论和方法;然后,介绍非线性动力学更高阶问题,如稳定性分析、分岔及混沌等的理论,并结合工具箱适当添加其应用案例,介绍其在科学技术中的应用;最后,以航天中的科学问题(如三体问题)为应用背景,教学、实操相结合,使读者掌握基本理论和方法,领悟分析和解决实际问题的途径,了解本学科的研究动态及近期研究成果。
《非线性动力学及其航天应用》以纸质版教材为核心,并附有实训所需工具箱及与内容理论相关的案例代码。
《非线性动力学及其航天应用》既可以作为高等院校相关专业高年级本科生非线性系统课程的教材,也可以作为工程技术人员、应用数学专业人员的自学教材或参考书。
飞行器是一种复杂的工程系统,其设计覆盖气动、结构、控制等多个学科,各学科的设计不仅非常复杂,而且学科之间相互关联,因此,将各学科有效组织起来进行飞行器多学科优化设计的难度较大。随着世界航空工业的发展和人们对飞行器综合性能要求的提升,飞行器多学科优化领域的相关理论、方法和技术得到了极大发展。本书是面向飞行器设计与工程专业的教材,重点介绍了飞行器多学科优化的基本概念、基本理论和相关的基础知识,主要包括飞行器多学科优化概述、多学科设计优化的基本理论、优化的基本概念及其数学描述、基于梯度的优化方法、非梯度的优化方法、约束条件的处理及多目标优化、多学科优化策略、不确定性设计优化八个部分的理论内容(每部分配有习题),以及基于通用研究模型的机翼、翼-体-尾的气动外形优化,基于代理模型的飞翼布局飞机的气动、气动结构优化四个部分的实例分析。
本书适用于飞行器设计专业研究生的专业课学习,也可供相关专业科研人员参考使用。
本书共分六章,主要内容包括:概述、航天装备试验鉴定的组织管理、航天装备一体化试验鉴定的流程分析与设计、航天装备一体化试验鉴定的评估方法、航天装备一体化试验鉴定的案例验证等。
本书主要内容包括:概述、时间系统与坐标系统、轨道运动原理、轨道摄动原理;轨道机动原理;轨道预报与确定等,共九章。具体内容包括:空间与空间环境、轨道与轨道分布、地球的相关概念、天球的相关概念等。
本书内容包括:一起去执行太空任务、斯普特尼克1号人造卫星、友谊7号宇宙飞船、水手4号火星探测器、鹰号登月舱、阿波罗13号登月飞船、旅行者1号外太阳系空间探测器、哈勃空间望远镜、伽利略号木星探测器、卡西尼-惠更斯号土星探测器等。
针对航天器在轨服务体系建设与技术发展需求,本书系统总结了以地球同步轨道卫星为代表的高轨高价值航天器在轨服务任务规划与控制技术相关研究成果,介绍了航天器轨道姿态和空间机械臂动力学基础与建模,并以此为基础重点阐述了航天器在轨服务任务建模与序列规划、空间失稳目标安全逼近任务规划与控制、空间失稳目标脉冲接触消旋建模与控制、空间失稳目标在轨捕获任务规划与控制、目标捕获后组合体角动量转移与抑振控制等关键技术的理论方法和算例验证,最后介绍了航天器在轨服务任务规划与控制仿真软件、在轨服务机械臂工程设计与验证。
本书作为系统论述航天器在轨服务任务规划与控制技术的学术专著,其理论与工程结合紧密,具有较强的前沿性和实用性,可供从事航天器总体设计、航天器动力学与控制、航天器在轨服务技术研究的科研人员和工程设计人员参考,也可作为高等院校飞行器设计相关专业研究生和本科生的参考教材。
本书共分5章,系统深入地描述了空间站的发展历史。第1章回顾了国际空间站的发展,并介绍了中国载人航天工程的启动。第2章概述了发射载人飞船阶段、空间飞行器的交会对接与发射空间实验室阶段、建造空间站阶段的关键技术突破和应用研究,阐述了每个阶段的重要进展和取得的成果。第3章对中国空间站进行了详细解读,既有空间站构型,各舱段的主要功能、任务和指标,也有天地往返飞行器,包括长征二号F、长征七号和长征五号运载火箭以及神舟载人飞船和天舟货运飞船,还有空间站天地保障系统,如环境控制与生命保障系统、测控通信系统及着陆返回系统等。第4章介绍了空间站部署的先进科学实验柜,以及正在开展的生命、材料等精彩纷呈的太空科学实验。第5章对未来的载人月球探测、月球基地建设以及载人火星探测进行了畅想和展望。本书内容全面,既有有温度的空间站和载人航天发展历史,又有科学、严谨的空间站系统组成、功能和关键技术的介绍,还有丰富有趣的太空科学实验解读,是大众认识与了解空间站乃至太空探索的非常好的读物。
本书针对PCU研制过程中易被忽略,但与稳定性和可靠性密切相关的问题展开研究,并解决以下问题:揭示了PCU非预期能量输入的规律及其所导致的负面影响,建立了更为精准的能量输入模型和分流暂态模型,提出了高度磁集成的拓扑结构和多模块扩展仍具有高稳定裕度的三域控制方法,提高功率密度,显著降低了航天器发射成本;针对空间环境下诱发的太阳电池阵输入能量非预期变化引起的特殊问题展开了深入研究,为进一步提高大卫星能源平台PCU的可靠性提供理论支持。
本书立足于天基态势感知任务对轨道的需求,面向感知任务实施的多类型轨道设计,从近距离单星对目标感知、多星协同感知、以及空间环境感知三个方面编写相应内容。针对近距离单星对目标感知的轨道设计问题,提出了近距离相对感知的基本特殊轨道设计方法,研究了面向近距离目标感知的抵近与撤离机动轨道设计方法,突破了面向机动目标信息感知的博弈机动轨道设计技术;针对多星协同对目标的感知轨道设计问题,发展了基于近距离协同感知的星群构型设计与迁移机动优化方法,提出了基于远距离感知的星座构型设计与重构机动优化方法;最后,针对环境感知的轨道设计需求,分别研究了近地环境感知的轨道优化方法和地月空间感知的大尺度编队轨道设计方法。基于上述研究工作,系统性地整理了天基态势感知轨道设计的基本模型,给出了不同感知需求驱动下的轨道优化设计方法,以期尽可能涵盖态势感知任务在轨道设计层面的需求。