航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）

航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）

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作者: [美] 彼得·H.基普斐（Peter H.Zipfal）著 , 高亚奎译 , 郭圣洪译 , 辛长范译

出版社: 航空工业出版社

出版时间: 2017-01

版次: 3

ISBN: 9787516511381

定价: 98.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 469页

字数: 703千字

正文语种: 简体中文

丛书: 飞机设计技术丛书

分类: 自然科学

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　　《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》是航空航天飞行器科研人员和本领域学生必须掌握的关键技术之一。全书分为两部分，共11章及5个附录。第1部分为飞行动力学建模，介绍了建模中的数学概念、坐标系、飞行器运动学、动力学及扰动方程等。特别指出的是，《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》介绍了张量飞行动力学基础，应用张量的不变性原理使动力学模型矩阵更易于形成简洁的计算机程序代码。第2部分为航空航天飞行器的仿真，介绍了三自由度、五自由度、六自由度仿真中的运动方程、子系统模型和仿真实践，同时介绍了飞行模拟器和硬件在回路仿真两种典型的实时飞行仿真系统。书中提供的87个习题对于读者掌握《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》知识与方法具有非常重要的作用。
　　《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》可用于高年级本科生和研究生的教科书或自学参考书，也可作为本领域科研人员的参考书。术语
缩略词表
第1章概述
1．1 虚拟工程
1．2 飞行动力学建模
1．3 航空航天飞行器仿真
参考文献

第1部分飞行动力学建模
第2章建模中的数学概念
2．1 经典力学
2．1．1 经典力学原理
2．1．2 经典力学公理
2．1．3 物质无差异性公理
2．1．4 物质建模模块
2．1．5 符号
2．2 张量元素
2．2．1 坐标系
2．2．2 笛卡儿张量
2．2．3 张量代数
2．2．4 点积
2．2．5 矢量积
2．2．6 并矢积
2．3 几何建模
2．3．1 点的位移
2．3．2 直线
2．3．3 平面
2．3．4 法线式平面
2．3．5 平面投影张量
2．3．6 映象张量
2．4 小结
参考文献
习题
第3章参考系和坐标系
3．1 参考系
3．1．1 参考系定位
3．1．2 参考系
3．2 坐标系
3．2．1 坐标转换矩阵
3．2．2 坐标系及其变换
参考文献
习题
第4章平动与转动运动学
4．1 旋转张量
4．1．1 旋转张量的性能
4．1．2 特殊旋转
4．1．3 旋转轴与旋转角
4．1．4 小旋转
4．2 时间变化运动学
4．2．1 转动时间导数
4．2．2 线性速度与加速度
4．2．3 角速度
4．2．4 欧拉变换
4．3 姿态确定
4．3．1 旋转张量微分方程
4．3．2 欧拉角微分方程
4．3．3 四元数微分方程
参考文献
习题
第5章平动动力学
5．1 动量
5．2 牛顿动力学
5．2．1 牛顿第二定律
5．3 变换
5．3．1 科里奥利（Coriolis）变换
5．3．2 格鲁宾（Crubin）变换
5．4 仿真实现
5．4．1 三自由度仿真
5．4．2 五自由度仿真
5．4．3 六自由度仿真
参考文献
习题
第6章姿态动力学
6．1 惯量张量
6．1．1 惯量矩张量的定义
6．1．2 位移定理
6．1．3 惯量椭球
6．2 角动量
6．2．1 角动量的定义
6．2．2 刚体的角动量
6．2．3 物体各组成部分的角动量
6．3 欧拉定律
6．3．1 两种途径
6．3．2 自由飞行
6．3．3 陀螺
6．3．4 多体
6．4 陀螺动力学
6．4．1 进动和章动模式
6．4．2 动能
6．4．3 运动积分
6．5 小结
参考文献
习题
第7章扰动方程
7．1 扰动法
7．2 平动和转动方程
7．2．1 稳定基准飞行
7．2．2 非定常基准飞行
7．3 气动力和力矩
7．3．1 飞行器和导弹等对称体的气动力
7．4 稳定飞行的扰动方程
7．4．1 滚转传递函数
7．4．2 俯仰动力学方程
7．4．3 航迹角状态方程
7．5 非定常飞行的扰动方程
7．5．1 飞机在铅垂面内的机动
7．5．2 敏捷导弹的扰动方程
参考文献
习题

第2部分航空航天飞行器的仿真
第8章三自由度仿真
8．1 运动方程式
8．1．1 笛卡儿方程
8．1．2 极坐标方程
8．2 分系统模型
8．2．1 大气
8．2．2 地球引力
8．2．3 阻力极曲线
8．2．4 推力
8．3 仿真
8．3．1 GHAME3：高超声速航空航天飞行器的仿真
8．3．2 火箭3：三级火箭仿真
参考文献
习题
第9章五自由度仿真
9．1 准五自由度运动方程
9．1．1 准五自由度方程的推导
9．1．2 坐标转换矩阵和角速率
9．1．3 多运动学
9．1．4 基于圆形旋转地球的运动方程
9．1．5 基于扁平地球的运动方程
9．2 子系统模型
9．2．1 配平空气动力学
9．2．2 推进力
9．2．3 自动控制装置
9．2．4 制导
9．2．5 传感器
9．3 仿真
9．3．1 AIM5空中拦截导弹
9．3．2 SRAAM5——短程空空导弹
9．3．3 CRUISE5——巡航导弹
参考文献
习题
第10章六自由度仿真
10．1 六自由度运动方程
10．1．1 扁平地球运动方程
10．1．2 椭球形地球
10．2 子系统建模
10．2．1 空气动力学
10．2．2 自动驾驶仪
10．2．3 作动器
10．2．4 惯性导航系统
10．2．5 导航
10．2．6 红外导引头
10．3 蒙特卡罗法分析
10．3．1 精度分析
10．3．2 风
10．3．3 湍流
10．3．4 应用
10．4 仿真
10．4．1 “猎鹰”6飞机
10．4．2 GHAME6
10．4．3 SRAAM6
参考文献
习题
第11章实时应用
11．1 飞行模拟器
11．1．1 工作站模拟器
11．1．2 驾驶舱模拟器
11．1．3 战斗模拟器的导弹集成
11．2 硬件回路（HIL）仿真设备
11．3 模拟对抗赛
11．3．1 构建模拟对抗赛
11．3．2 进行一场模拟对抗赛
11．3．3 评定一个模拟对抗赛
11．3．4 结束语
参考文献

附录A 矩阵
附录B CADAC_FTN入门
附录C C++中的航空航天模拟
附录D 飞行动力学张量基础
附录E CADAC++软件架构
内容简介:
　　《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》是航空航天飞行器科研人员和本领域学生必须掌握的关键技术之一。全书分为两部分，共11章及5个附录。第1部分为飞行动力学建模，介绍了建模中的数学概念、坐标系、飞行器运动学、动力学及扰动方程等。特别指出的是，《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》介绍了张量飞行动力学基础，应用张量的不变性原理使动力学模型矩阵更易于形成简洁的计算机程序代码。第2部分为航空航天飞行器的仿真，介绍了三自由度、五自由度、六自由度仿真中的运动方程、子系统模型和仿真实践，同时介绍了飞行模拟器和硬件在回路仿真两种典型的实时飞行仿真系统。书中提供的87个习题对于读者掌握《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》知识与方法具有非常重要的作用。
　　《航空航天飞行器动力学建模与仿真（第3版）》可用于高年级本科生和研究生的教科书或自学参考书，也可作为本领域科研人员的参考书。
目录:
术语
缩略词表
第1章概述
1．1 虚拟工程
1．2 飞行动力学建模
1．3 航空航天飞行器仿真
参考文献

第1部分飞行动力学建模
第2章建模中的数学概念
2．1 经典力学
2．1．1 经典力学原理
2．1．2 经典力学公理
2．1．3 物质无差异性公理
2．1．4 物质建模模块
2．1．5 符号
2．2 张量元素
2．2．1 坐标系
2．2．2 笛卡儿张量
2．2．3 张量代数
2．2．4 点积
2．2．5 矢量积
2．2．6 并矢积
2．3 几何建模
2．3．1 点的位移
2．3．2 直线
2．3．3 平面
2．3．4 法线式平面
2．3．5 平面投影张量
2．3．6 映象张量
2．4 小结
参考文献
习题
第3章参考系和坐标系
3．1 参考系
3．1．1 参考系定位
3．1．2 参考系
3．2 坐标系
3．2．1 坐标转换矩阵
3．2．2 坐标系及其变换
参考文献
习题
第4章平动与转动运动学
4．1 旋转张量
4．1．1 旋转张量的性能
4．1．2 特殊旋转
4．1．3 旋转轴与旋转角
4．1．4 小旋转
4．2 时间变化运动学
4．2．1 转动时间导数
4．2．2 线性速度与加速度
4．2．3 角速度
4．2．4 欧拉变换
4．3 姿态确定
4．3．1 旋转张量微分方程
4．3．2 欧拉角微分方程
4．3．3 四元数微分方程
参考文献
习题
第5章平动动力学
5．1 动量
5．2 牛顿动力学
5．2．1 牛顿第二定律
5．3 变换
5．3．1 科里奥利（Coriolis）变换
5．3．2 格鲁宾（Crubin）变换
5．4 仿真实现
5．4．1 三自由度仿真
5．4．2 五自由度仿真
5．4．3 六自由度仿真
参考文献
习题
第6章姿态动力学
6．1 惯量张量
6．1．1 惯量矩张量的定义
6．1．2 位移定理
6．1．3 惯量椭球
6．2 角动量
6．2．1 角动量的定义
6．2．2 刚体的角动量
6．2．3 物体各组成部分的角动量
6．3 欧拉定律
6．3．1 两种途径
6．3．2 自由飞行
6．3．3 陀螺
6．3．4 多体
6．4 陀螺动力学
6．4．1 进动和章动模式
6．4．2 动能
6．4．3 运动积分
6．5 小结
参考文献
习题
第7章扰动方程
7．1 扰动法
7．2 平动和转动方程
7．2．1 稳定基准飞行
7．2．2 非定常基准飞行
7．3 气动力和力矩
7．3．1 飞行器和导弹等对称体的气动力
7．4 稳定飞行的扰动方程
7．4．1 滚转传递函数
7．4．2 俯仰动力学方程
7．4．3 航迹角状态方程
7．5 非定常飞行的扰动方程
7．5．1 飞机在铅垂面内的机动
7．5．2 敏捷导弹的扰动方程
参考文献
习题

第2部分航空航天飞行器的仿真
第8章三自由度仿真
8．1 运动方程式
8．1．1 笛卡儿方程
8．1．2 极坐标方程
8．2 分系统模型
8．2．1 大气
8．2．2 地球引力
8．2．3 阻力极曲线
8．2．4 推力
8．3 仿真
8．3．1 GHAME3：高超声速航空航天飞行器的仿真
8．3．2 火箭3：三级火箭仿真
参考文献
习题
第9章五自由度仿真
9．1 准五自由度运动方程
9．1．1 准五自由度方程的推导
9．1．2 坐标转换矩阵和角速率
9．1．3 多运动学
9．1．4 基于圆形旋转地球的运动方程
9．1．5 基于扁平地球的运动方程
9．2 子系统模型
9．2．1 配平空气动力学
9．2．2 推进力
9．2．3 自动控制装置
9．2．4 制导
9．2．5 传感器
9．3 仿真
9．3．1 AIM5空中拦截导弹
9．3．2 SRAAM5——短程空空导弹
9．3．3 CRUISE5——巡航导弹
参考文献
习题
第10章六自由度仿真
10．1 六自由度运动方程
10．1．1 扁平地球运动方程
10．1．2 椭球形地球
10．2 子系统建模
10．2．1 空气动力学
10．2．2 自动驾驶仪
10．2．3 作动器
10．2．4 惯性导航系统
10．2．5 导航
10．2．6 红外导引头
10．3 蒙特卡罗法分析
10．3．1 精度分析
10．3．2 风
10．3．3 湍流
10．3．4 应用
10．4 仿真
10．4．1 “猎鹰”6飞机
10．4．2 GHAME6
10．4．3 SRAAM6
参考文献
习题
第11章实时应用
11．1 飞行模拟器
11．1．1 工作站模拟器
11．1．2 驾驶舱模拟器
11．1．3 战斗模拟器的导弹集成
11．2 硬件回路（HIL）仿真设备
11．3 模拟对抗赛
11．3．1 构建模拟对抗赛
11．3．2 进行一场模拟对抗赛
11．3．3 评定一个模拟对抗赛
11．3．4 结束语
参考文献

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附录D 飞行动力学张量基础
附录E CADAC++软件架构

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