軍事需求的不斷變化以及旋轉導彈應用范圍的不斷拓展,要求旋轉導彈具備遠射程、高精度等特點,但上述要求會給旋轉導彈的設計帶來一些新的問題。本書專門針對旋轉導彈,系統地歸納總結了國內外旋轉導彈飛行動力學的相關理論。同時,本書緊密結合旋轉導彈的發展及工程實踐,對旋轉導彈彈體彈性特性、慣性器件的應用、自動駕駛儀的設計和制導規律的實現等相關專題進行了系統而深入的闡述,具有針對性強、特色鮮明、內容自成體系等特點,以及很強的工程實用性。
關于不同類型不同情況下的旋轉導彈飛行力學理論進行了詳盡的理論分析，并結合公式及流程圖直觀地表述給讀者。
高慶豐，博士，中國航天科工集團二院二部高級工程師。一直從事飛行器總體設計、飛行力學、飛行器指導與控制等領域的科研工作，20余篇。
第1章 緒 論 ……………………………………………………… 1
1.1 旋轉導彈的發展 ……………………………………………… 1
1.2 旋轉導彈的應用現狀 ………………………………………… 2
1.2.1 在防空反導導彈領域的應用現狀 ……………………… 2
1.2.2 在制導兵器領域的應用現狀 …………………………… 7
1.2.3 在再入飛行器領域的應用現狀 ……………………… 13
1.3 本書的主要內容 …………………………………………… 15
參考文獻 ……………………………………………………………… 18
第2章 旋轉導彈飛行動力學模型 ………………………………… 19
2.1 引言 ………………………………………………………… 19
2.2 三類模型中通用坐標系及通用角度的定義 ……………… 19
2.2.1 通用坐標系的定義 …………………………………… 20
2.2.2 通用角度的定義 ……………………………………… 20
2.3 坐標系之間的旋轉變換及矢量導數關系 ………………… 21
2.3.1 坐標系之間的旋轉變換 ……………………………… 21
2.3.2 坐標系之間的矢量導數關系 ………………………… 22
2.4 基于彈體坐標系的飛行動力學模型 ……………………… 23
2.4.1 引入新的坐標系定義 ………………………………… 23
2.4.2 引入新的角度定義 …………………………………… 24
2.4.3 坐標系之間的關系 …………………………………… 24
2.4.4 角度的計算公式 ……………………………………… 24
2.4.5 導彈質心運動的微分方程 …………………………… 27
2.4.6 導彈繞質心轉動的微分方程 ………………………… 32
2.5 基于準彈體坐標系的飛行動力學模型 …………………… 35
2.5.1 引入新的坐標系定義 ………………………………… 35
2.5.2 引入新的角度定義 …………………………………… 36
2.5.3 坐標系之間的關系 …………………………………… 37
2.5.4 角度的計算公式 ……………………………………… 37
2.5.5 導彈質心運動的微分方程 …………………………… 39
2.5.6 導彈繞質心轉動的微分方程 ………………………… 44
2.6 基于非旋彈體坐標系的飛行動力學模型 ………………… 47
2.6.1 引入新的坐標系定義 ………………………………… 47
2.6.2 引入新的角度定義 …………………………………… 50
2.6.3 坐標系之間的關系 …………………………………… 50
2.6.4 角度的計算公式 ……………………………………… 51
2.6.5 導彈質心運動的微分方程 …………………………… 53
2.6.6 導彈繞質心轉動的微分方程 ………………………… 58
2.7 三類模型的對比 …………………………………………… 61
2.7.1 在使用上的對比 ……………………………………… 61
2.7.2 在形式上的對比 ……………………………………… 61
2.8 MATLAB在坐標轉換矩陣與幾何關系方程推導中的
應用 ………………………………………………………… 61
2.8.1 在坐標轉換矩陣推導中的應用 ……………………… 62
2.8.2 在幾何關系方程推導中的應用 ……………………… 63
2.9 本章小結 …………………………………………………… 69
參考文獻 ……………………………………………………………… 71
第3章 旋轉導彈彈體的動態穩定性 ……………………………… 73
3.1 引言 ………………………………………………………… 73
3.2 面對稱旋轉導彈彈體角運動模型 ………………………… 73
3.3 軸對稱旋轉導彈彈體角運動模型 ………………………… 81
3.4 旋轉導彈彈體動態穩定性判據 …………………………… 82
3.5 本章小結 …………………………………………………… 84
參考文獻 ……………………………………………………………… 86
第4章 旋轉導彈彈體的狀態方程和傳遞函數 …………………… 87
4.1 引言 ………………………………………………………… 87
4.2 旋轉導彈在彈體坐標系下彈體的狀態方程 ……………… 87
4.3 旋轉導彈在彈體坐標系下彈體的傳遞函數 ……………… 89
4.3.1 雙通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 89
4.3.2 單通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 93
4.3.3 姿控發動機控制旋轉導彈 …………………………… 96
4.4 旋轉導彈在非旋彈體坐標系下彈體的狀態方程 ………… 99
4.4.1 雙通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 99
4.4.2 單通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 100
4.4.3 姿控發動機控制旋轉導彈 …………………………… 102
4.5 旋轉導彈在非旋彈體坐標系下彈體的傳遞函數 ………… 103
4.5.1 雙通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 103
4.5.2 單通道空氣舵控制旋轉導彈 ………………………… 105
4.5.3 姿控發動機控制旋轉導彈 …………………………… 107
4.6 旋轉導彈彈體角運動辨識理論 …………………………… 110
4.7 本章小結 …………………………………………………… 112
參考文獻 …………………………………………………………… 113
第5章 旋轉導彈彈體的彈性特性 ………………………………… 114
5.1 引言 ………………………………………………………… 114
5.2 旋轉導彈撓性變形方程 …………………………………… 114
5.3 旋轉導彈彈體彈性固有頻率 ……………………………… 119
5.4 本章小結 …………………………………………………… 121
參考文獻 …………………………………………………………… 122
第6章 旋轉導彈動不平衡和
