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第1章 绪论 1

1.1 气动减速系统作用 1

1.2 工作原理 2

1.2.1 弹道系数 2

1.2.2 工作原理 3

1.3 类型及工作包线 4

1.3.1 类型 4

1.3.2 工作包线 5

1.4 气动减速装置的应用情况 7

1.4.1 飞行器回收 7

1.4.2 救生 10

1.4.3 空降空投 11

1.4.4 兵器 14

1.4.5 星际探测 14

1.4.6 飞机 16

1.4.7 高空空间应用 18

第2章 基本理论 21

2.1 坐标系及其变换 21

2.1.1 坐标系 21

2.1.2 坐标系之间的关系 22

2.1.3 运动状态量之间的关系 25

2.2 纺织材料及透气性 26

2.2.1 纺织材料原料及基本形态 26

2.2.2 纺织材料力学性能 27

2.2.3 纺织材料的透气性 29

2.2.4 织物透气性的影响因素 31

2.3 速度 33

2.3.1 地速与空速 33

2.3.2 表速、真速和实际空速 34

2.3.3 极限速度 34

2.4 过载 35

2.4.1 过载的概念 35

2.4.2 过载影响因素 36

2.5 气动性能 37

2.5.1 气动力 37

2.5.2 结构外形对气动性能的影响 39

2.5.3 透气性对气动性能的影响 40

2.5.4 工况对气动性能的影响 42

2.6 附加质量 45

2.6.1 附加质量的概念 45

2.6.2 附加质量的确定 48

第3章 航天器再入减速着陆系统 52

3.1 概述 52

3.1.1 再入航天器类型 52

3.1.2 再入系统工作环境 54

3.2 再入系统工作过程 58

3.2.1 再入过程 58

3.2.2 再入方式 60

3.3 航天器回收着陆系统 63

3.3.1 回收着陆过程 63

3.3.2 回收系统组成 65

3.3.3 伞舱盖分离过程 66

3.3.4 着陆缓冲过程 68

3.4 再入返回设计基本问题 70

3.4.1 技术体系 70

3.4.2 音障、热障和黑障 71

3.4.3 再入走廊 71

3.5 再入过程气动特性及飞行性能 75

3.5.1 概述 75

3.5.2 气动阻力与减速性能 76

3.5.3 气动升力与轨迹控制 77

3.5.4 配平迎角与稳定性能 78

3.6 再入过程气动热 79

3.6.1 气动热产生原因及影响 79

3.6.2 热流密度工程估算方法 81

3.6.3 参考焓方法 84

3.6.4 表面温度估算 86

3.7 再入航天器防热设计 87

3.7.1 气动热设计 87

3.7.2 防热方法 88

3.7.3 防热材料 89

第4章 超音速气动减速系统 92

4.1 概述 92

4.1.1 大载重任务需求 92

4.1.2 提高包线性能要求 94

4.2 柔性充气式气动减速装置 95

4.2.1 发展历程 95

4.2.2 结构分类 98

4.2.3 气球伞 101

4.2.4 充气式阻力锥 107

4.3 机械式气动减速装置 115

4.3.1 结构类型及特点 115

4.3.2 半刚性可展开伞状减速器 117

4.3.3 折叠板刚性减速装置 119

4.3.4 旋翼式气动减速装置 121

4.4 飞行性能 124

4.4.1 轨迹设计及控制 124

4.4.2 刚体运动方程 125

4.4.3 超音速减速系统轨迹计算 127

第5章 降落伞基础及气动性能 130

5.1 概述 130

5.1.1 发展历程 130

5.1.2 伞系统组成 131

5.2 伞衣类型 137

5.2.1 伞衣几何结构 137

5.2.2 密实织物伞 138

5.2.3 开缝伞 141

5.2.4 旋转伞 143

5.3 降落伞的气动性能 145

5.3.1 降落伞的气动力参数 145

5.3.2 结构对气动力的影响 146

5.3.3 伞衣压强分布及研究方法 148

5.3.4 降落伞的气动稳定性 154

5.4 降落伞的气动热问题 155

5.4.1 热平衡方程 155

5.4.2 对流换热系数 157

5.5 阻力特征及控制 159

5.5.1 意义 159

5.5.2 收口方法 160

5.5.3 收口绳的安装及结构 162

5.5.4 收口布的安装及结构 163

5.5.5 收口控制程度 165

5.6 尾流及影响 166

5.6.1 亚音速尾流 166

5.6.2 超音速尾流 167

5.6.3 尾流区影响因素 168

5.6.4 降落伞尾流及伞顶塌陷 170

5.7 群伞气动性能 174

5.7.1 概述 174

5.7.2 群伞性能特点 175

5.7.3 群伞设计要点 178

5.8 降落伞振动 180

5.8.1 伞衣振动 180

5.8.2 绳带振动 183

5.8.3 共振 186

第6章 伞-载系统动力学 188

6.1 降落伞的工作过程 188

6.2 降落伞开伞过程 189

6.2.1 降落伞开伞方式 189

6.2.2 降落伞开伞程序 190

6.2.3 降落伞的充气过程 192

6.2.4 降落伞的折叠和包装 193

6.3 拉直过程动力学 196

6.3.1 拉直阶段轨迹计算 196

6.3.2 拉直力计算模型 198

6.3.3 最大拉直力估算 201

6.3.4 拉直力影响因素 204

6.3.5 拉出过程设计要点 205

6.4 充气过程动力学 206

6.4.1 降落伞的充气性能 206

6.4.2 阻力特征及附加质量的变化 210

6.4.3 充气过程运动模型 215

6.4.4 最大开伞动载估算 217

6.4.5 开伞动载影响因素 222

6.4.6 充气过程设计要点 224

6.5 伞-载系统稳定稳降阶段 226

6.5.1 稳定阶段损失高度估算 226

6.5.2 伞-载系统的稳定性 227

6.5.3 伞-载系统稳定性判据 228

6.5.4 三维稳降阶段运动方程 231

6.5.5 伞-载系统稳定性影响因素 233

第7章 翼伞基础 238

7.1 概述 238

7.2 冲压式翼伞基本结构 240

7.3 翼伞气动特性 242

7.3.1 二维气动特性 242

7.3.2 翼伞气动特性 243

7.3.3 翼伞升阻比的影响因素 244

7.4 翼伞系统静稳定性 247

7.4.1 翼伞系统静稳定性分析 247

7.4.2 静稳定性影响因素 248

7.5 翼伞系统工作过程 250

7.6 开伞过程 252

7.6.1 开伞控制方法 252

7.6.2 充气过程运动模型 255

7.6.3 收口布三阶段模型 258

7.7 滑翔飞行过程 263

7.7.1 翼伞系统六自由度模型 263

7.7.2 翼伞系统平面运动模型 265

7.7.3 稳定滑翔运动 267

7.7.4 翼伞滑翔性能 268

7.8 牵引升空过程 271

7.9 翼伞操纵及减速雀降过程 273

7.9.1 翼伞的操纵 273

7.9.2 翼伞的雀降着陆运动 275

第8章 气动减速系统设计 277

8.1 充气式减速器设计 277

8.1.1 气球伞设计 277

8.1.2 充气式再入器设计 282

8.1.3 充气式减速器材料选择 284

8.2 弹道型降落伞设计 290

8.2.1 结构设计 290

8.2.2 强度计算 292

8.3 冲压式翼伞设计 299

8.3.1 翼型设计 299

8.3.2 伞衣设计 301

8.3.3 伞绳及操纵绳设计 304

8.3.4 其他附件设计 306

8.3.5 材料选择 307