航天器回收着陆技术

第1章概论1 1-1航天器回收着陆技术概述1 1-2航天器的进入、下降与着陆过程7 1-2-1制动段7 1-2-2进入轨道过渡段11 1-2-3进入段13 1-2-4下降段15 1-2-5着陆段17 1-3航天器进入方式17 1-3-1弹道式进入方式17 1-3-2半弹道式进入方式18 1-3-3升力式进入方式20 1-4航天器回收着陆技术的发展20 1-4-1国外航天器回收着陆技术的发展21 1-4-2国内航天器回收着陆技术的发展26 1-5航天器回收着陆技术的扩展应用29 参考文献32
第2章航天器回收着陆系统设计33 2-1航天器回收着陆系统的特点33 2-2航天器回收着陆系统的组成37 2-2-1降落伞气动减速装置37 2-2-2着陆缓冲装置38 2-2-3执行机构40 2-2-4控制装置40 2-2-5结构装置40 2-2-6标位装置41 2-2-7漂浮装置42 2-2-8扶正装置42 ·· ·· 2-3航天器典型回收着陆工作过程44 2-4航天器回收着陆系统方案设计51 2-4-1系统设计需求分析51 2-4-2降落伞减速方案设计55 2-4-3着陆缓冲方案设计64 2-4-4开伞方案设计71 2-4-5降落伞连接与分离方案设计77 2-4-6控制方案设计80 参考文献84
第3章降落伞气动减速装置技术86 3-1降落伞的组成及主要设计参数86 3-1-1降落伞的组成86 3-1-2降落伞的主要设计参数88 3-2常用降落伞的伞型及结构91 3-2-1平面圆形伞100 3-2-2截锥形伞101 3-2-3锥形带条伞101 3-2-4环缝伞103 3-2-5无肋导向面伞105 3-2-6环帆伞106 3-2-7盘缝带伞107 3-2-8方形伞108 3-2-9十字形伞110 3-2-10滑翔式可控翼伞110 3-3常用降落伞伞包设计112 3-3-1分类112 3-3-2典型伞包结构设计113 3-4降落伞的开伞过程117 3-4-1开伞过程概述117 3-4-2降落伞开伞过程的设计122 3-5降落伞充气性能分析125 3-5-1充气时间125 3-5-2充气距离130 3-5-3伞衣阻力面积变化134 3-5-4开伞动载137 3-6降落伞收口控制技术146 3-6-1伞衣底边收口控制方法146 3-6-2收口控制装置147 3-6-3降落伞收口控制参数155 3-6-4多级收口162 参考文献165
第4章火工装置技术166 4-1火工装置的功能166 4-1-1点火起爆167 4-1-2传爆168 4-1-3延期169 4-1-4连接169 4-1-5解锁169 4-1-6分离170 4-1-7作动171 4-1-8切割171 4-1-9阀门开闭171 4-1-10燃气输出171 4-2火工装置的分类172 4-3火工装置的设计要求173 4-3-1高可靠性173 4-3-2高安全性177 4-3-3相容性和防老化设计178 4-3-4标准化、系列化设计178 4-3-5无碎片和无污染178 4-4火工装置设计179 4-4-1设计的基本约束条件179 4-4-2活塞结构火工装置工作原理179 4-4-3性能设计181 4-4-4可靠性设计188 4-4-5安全性设计190 4-4-6环境适应性193 4-5航天器回收着陆系统中的典型火工装置及其应用194 4-5-1解锁类火工装置194 4-5-2弹射类火工装置202 4-5-3切割类火工装置205 参考文献208
第5章着陆缓冲装置技术209 5-1着陆反推发动机缓冲技术210 5-1-1着陆反推发动机技术参数的设计211 5-1-2着陆反推发动机216 5-1-3点火控制216 5-2气囊缓冲技术222 5-2-1气囊的技术特点及类型222 5-2-2缓冲气囊高度的设计227 5-2-3气囊排气设计227 5-3机械式缓冲技术228 5-3-1机械式缓冲装置的技术特点及类型228 5-3-2机械式缓冲装置布局构型设计229 5-3-3缓冲器类型选择232 5-3-4收放机构238 参考文献240
第6章开伞控制技术241 6-1航天器进入轨道运动方程241 6-1-1坐标系的定义242 6-1-2质心的空间运动方程243 6-1-3质心的平面运动方程249 6-2开伞时机的设计251 6-3航天器常用开伞控制方法254 6-3-1纯时间控制方法256 6-3-2过载时间控制方法259 6-3-3压力高度控制方法262 6-3-4自适应过载控制方法272 参考文献276
第7章物伞系统动力学277 7-1一般刚体动力学模型278 7-1-1刚体的动力学方程278 7-1-2刚体的运动学方程280 7-2物伞系统动力学模型281 7-2-1系统坐标系定义281 7-2-2进入器动力学模型282 7-2-3降落伞动力学模型286 7-2-4系统的约束模型293 7-3单舱下降工作阶段分析模型295 7-4降落伞拉直阶段分析模型295 7-4-1模型简化假设296 7-4-2伞包动力学方程297 7-4-3伞绳约束力分析297 7-4-4初始条件和终止条件298 7-5降落伞充气阶段分析模型298 7-5-1简化假设299 7-5-2阻力面积随时间的变化299 7-5-3收口伞衣的充满时间300 7-5-4质量和转动惯量301 7-5-5附加质量及其变化率303 7-5-6充气阶段降落伞的动力学方程305 7-5-7初始条件和终止条件305 7-6全张满阶段分析模型306 7-6-1质量和转动惯量307 7-6-2全张满阶段动力学方程307 7-7风修正方法308 7-7-1风修正方法概述308 7-7-2风修正计算方法310 参考文献314
第8章舱盖弹射分离动力学315 8-1底盖分离动力学316 8-1-1进入器尾流特点及分离试验技术316 8-1-2分离动力学理论分析方法320 8-1-3分离动力学数值分析方法325 8-2弹伞分离动力学328 8-2-1动力学模型329 8-2-2方程的分析解333 8-3伞舱盖分离流固耦合分析方法339 8-3-1进入器动力学方程340 8-3-2流体数学模型及计算方法341 8-3-3重叠网格算法344 8-3-4CFD数值计算与运动方程的耦合345 参考文献346
第9章降落伞拉直过程动力学347 9-1降落伞开伞方式及其拉直特点348 9-1-1弹伞筒弹射开伞348 9-1-2弹伞器弹射开伞349 9-1-3弹伞舱盖牵引开伞349 9-1-4引导伞牵引开伞349 9-2降落伞直线拉出模型350 9-3伞绳和伞衣的质量阻尼弹簧模型352 9-3-1坐标系定义352 9-3-2质量阻尼弹簧模型的动力学方程353 9-4弹伞舱盖拉伞包过程动力学356 9-4-1坐标系定义358 9-4-2伞舱盖动力学模型359 9-4-3伞包动力学模型361 9-4-4伞包连接带动力学模型362 9-4-5约束模型362 9-5大型降落伞拉直过程系统动力学模型363 9-5-1大型降落伞拉直过程阶段划分364 9-5-2主伞拉直过程各阶段的动力学模型366 参考文献379
第10章可控翼伞系统动力学380 10-1翼伞概述381 10-1-1典型结构381 10-1-2翼伞的主要术语及其定义383 10-1-3翼伞的气动力特性386 10-1-4翼伞的减速和雀降性能387 10-1-5翼伞开伞控制方法389 10-1-6翼伞的折叠包装390 10-1-7翼伞的工作过程391 10-2翼伞系统的动力学模型393 10-2-1翼伞的几何参数393 10-2-2翼伞的附加质量394 10-2-3翼伞系统六自由度运动方程397 10-3翼伞的归航轨迹设计407 10-3-1轨迹设计中的质点模型407 10-3-2翼伞系统的分段归航设计410 参考文献419
第11章航天器回收着陆系统可靠性评估方法420 11-1基础知识420 11-1-1系统可靠性模型421 11-1-2几种单元产品可靠性评估方法428 11-1-3可靠性信息折合方法434 11-2回收着陆系统可靠性建模436 11-2-1特点分析436 11-2-2系统可靠性建模439 11-3回收着陆系统组成单元可靠性评估444 11-3-1降落伞产品的可靠性评估444 11-3-2火工装置的可靠性评估452 11-3-3其他产品的可靠性评估453 11-4回收着陆系统可靠性综合评估454 11-4-1系统可靠性综合LM法454 11-4-2系统可靠性综合MML法455 11-4-3系统可靠性综合CMSR法456 参考文献458