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导论1

第一章 运载器一般运动方程9

1.1 坐标系和坐标变换10

1.1.1 坐标系的定义11

1.1.2 运载器运动参数的定义12

1.1.3 各坐标系之间的几何关系14

1.1.4 矢量运算同矩阵运算的关系15

1.1.5 坐标变换与坐标变换矩阵16

1.1.6 矢量导数的坐标变换20

1.1.7 张量的坐标变换21

1.2 作用在运载器上的外力22

1.2.1 流体动力22

1.2.2 浮力32

1.2.3 重力32

1.2.4 波浪干扰力和折翼展开力33

1.3 运载器一般运动方程33

1.3.1 运载器动力学方程33

1.3.2 运载器运动学方程40

1.3.3 几何关系方程43

1.3.4 B-B体系运载器一般运动方程44

1.3.5 H-B体系运载器一般运动方程46

第二章 运载器运动方程的线性化49

2.1 概述49

2.2 建立两组小扰动方程的条件、方法及步骤50

2.2.1 运动方程线性化的条件及方法52

2.2.2 小扰动方程分离成两组的条件53

2.2.3 系数“冻结”法54

2.2.4 推导两组小扰动方程的步骤54

2.3 运载器纵向小扰动方程55

2.3.1 从H-B体系运载器一般运动方程分离出姿态运动方程55

2.3.2 纵向姿态运动方程57

2.3.3 纵向小扰动方程58

2.4 运载器横侧向小扰动方程63

2.4.1 从B-B体系运载器一般运动方程分离出姿态运动方程63

2.4.2 横侧向姿态运动方程64

2.4.3 横侧向小扰动方程67

2.5 状态方程72

2.5.1 纵向小扰动状态方程74

2.5.2 横侧向小扰动状态方程75

第三章 运载器的平衡特性与机动性77

3.1 运载器的定常直线运动方程77

3.2 运载器定常直线运动的解78

3.3 运载器的平衡特性和深水发射构型设计原理80

3.3.1 平衡特性80

3.3.2 深水发射构型设计原理82

3.4 运载器的机动性83

3.4.1 运载器的机动性与过载的概念83

3.4.2 铅垂平面内机动的航行原理83

3.4.3 法向过载同运动参数的关系84

3.4.4 弹道曲率半径同法向过载的关系84

3.4.5 运载器在铅垂平面内机动的法向过载和弹道曲率半径84

3.4.6 运载器的需用法向过载和可用法向过载85

3.4.7 弹道曲率半径的估算85

第四章 分析运载器运动稳定性的方法87

4.1 研究运动稳定性的意义87

4.2 运动稳定性的定义88

4.2.1 平衡状态运动稳定性的定义88

4.2.2 运动稳定性的定义91

4.3 运动稳定性的一些基本概念93

4.4 李雅普诺夫第一方法（间接法）97

4.5 李雅普诺夫第二方法（直接法）100

4.5.1 李雅普诺夫稳定性基本定理100

4.5.2 判断稳定和不稳定的定理101

4.5.3 渐近稳定的附加条件103

4.5.4 李雅普诺夫第二方法的一些基本概念104

4.6 运动稳定性的一种数值分析方法105

4.6.1 方法概述106

4.6.2 运载器姿态运动方程及其求解方法110

4.6.3 运载器姿态扰动方程及其求解方法113

4.6.4 姿态扰动运动的动能T（t）和运动稳定性计算115

4.6.5 运载器姿态小扰动方程及其求解117

4.7 分析运载器运动稳定性的方法117

第五章 运载器的纵向运动稳定性121

5.1 纵向自由扰动运动122

5.2 纵向自由扰动运动的求解123

5.2.1 纵向自由扰动运动的拉普拉斯变换解法123

5.2.2 由状态方程求解纵向自由扰动运动127

5.3 特征值及特征矢量130

5.3.1 纵向特征值131

5.3.2 纵向特征矢量132

5.4 纵向自由扰动运动的两个阶段134

5.5 实例136

5.6 快衰减运动的简捷分析139

5.6.1 快衰减运动扰动运动方程139

5.6.2 快衰减运动扰动运动方程的简化140

5.6.3 快衰减模态特征值的表达式141

5.7 快衰减运动稳定性判据和纵向构型设计原理143

5.7.1 快衰减运动模态的稳定性判据——Q＞0143

5.7.2 运载器纵向构型设计原理144

第六章 运载器的横侧向运动稳定性146

6.1 横侧向自由扰动运动特性148

6.1.1 横侧向特征值148

6.1.2 横侧向特征矢量149

6.1.3 横侧向自由扰动运动的两种运动模态149

6.2 实例149

6.3 横侧向自由扰动运动的简捷分析152

6.3.1 非周期衰减2自由度系统153

6.3.2 振荡衰减2自由度系统155

6.4 运载器横侧向构型设计原理170

第七章 运载器的动态响应特性172

7.1 纵向传递函数及其简化173

7.1.1 纵向传递函数173

7.1.2 纵向传递函数的简化176

7.2 纵向操纵性180

7.2.1 在俯仰舵阶跃偏转下快衰减运动的动态响应180

7.2.2 瞬态分量的动态品质185

7.2.3 稳态值186

7.2.4 快衰减运动中操纵性同稳定性的关系186

7.3 纵向干扰运动特性187

7.3.1 在阶跃俯仰干扰力矩Mz（t）作用下快衰减运动的动态响应187

7.3.2 在阶跃法向干扰力Fy（t）作用下快衰减运动的动态响应189

7.3.3 在阶跃干扰攻角α0（t）作用下快衰减运动的动态响应190

7.3.4 快衰减运动中干扰运动特性同稳定性的关系191

7.4 横侧向传递函数及其简化192

7.4.1 横侧向传递函数192

7.4.2 横侧向传递函数的简化198

7.4.3 标准形式的横侧向简化传递函数200

7.5 横侧向干扰运动特性204

7.5.1 在阶跃干扰侧滑角β0（t）作用下横侧向振荡运动的动态响应206

7.5.2 在阶跃横滚干扰力矩Mr（t）作用下横侧向振荡运动的动态响应209

7.5.3 在阶跃侧向干扰力Fz（t）作用下横侧向振荡运动的动态响应212

7.5.4 横侧向干扰运动特性的近似分析214

第八章 运载器性能设计的基本要求219

8.1 运载器运动性能设计概述219

8.2 运载器的战术技术要求和基本特征220

8.3 运载器性能设计的基本要求221

8.3.1 运载器弹道的功能要求与性能要求221

8.3.2 运载器性能设计的基本要求222

第九章 运载器弹道设计原理226

9.1 运载器弹道与四个基本要素的关系226

9.2 运载器弹道方案的设计原理228

9.2.1 弹道方案的总体构思228

9.2.2 弹道方案的设计原理229

9.3 运载器弹道控制参数设计232

9.4 运载器运动特性设计原理234

9.4.1 快速性设计235

9.4.2 机动性设计237

9.4.3 平衡特性设计239

9.4.4 运动稳定性设计240

9.4.5 操纵性设计250

9.4.6 干扰运动特性设计252

第十章 运载器流体动力布局设计原理255

10.1 运载器流体动力布局设计的依据与实质255

10.2 运载器流体动力布局形式设计原理255

10.2.1 运载器绕流的基本形态257

10.2.2 运载器流体动力布局形式设计的基本问题257

10.2.3 尾翼布局形式设计原理263

10.3 运载器部件流体动力外形设计原理267

10.3.1 主体外形设计原理267

10.3.2 翼型选择原则268

10.3.3 运载器尾翼外形设计原理269

参考文献271