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第1章 飞行器发展之路1

1.1 航空与航天的基本概念1

1.1.1 航空1

1.1.2 航天2

1.1.3 航空与航天的联系4

1.2 航空飞行器的过去与现在4

1.2.1 人类早期的飞行梦4

1.2.2 人类早期的飞行活动5

1.2.3 早期的飞机7

1.2.4 从飞机雏形到现代飞机9

1.2.5 喷气式飞机的出现13

1.2.6 直升机的过去和现在15

1.3 飞行器的分类17

1.3.1 航空器17

1.3.2 航天器21

第2章 进入航天时代25

2.1 进入卫星时代25

2.2 现代航天之父31

2.3 航天早期试图探索的问题39

2.4 第一批航天员42

2.5 第一个进入太空的航天员46

2.6 进入太空的第一个美国航天员51

第3章 飞行环境55

3.1 大气环境55

3.1.1 地球大气层的概念55

3.1.2 地球大气组成55

3.1.3 大气压力的变化56

3.1.4 大气的垂直结构56

3.1.5 大气密度的变化58

3.2 空间环境58

3.2.1 引力场和微重力59

3.2.2 真空60

3.2.3 电离层60

3.2.4 磁场与磁层61

3.2.5 高能粒子辐射环境62

3.2.6 微流星体和空间碎片64

3.2.7 行星际空间环境65

第4章 飞机飞行原理66

4.1 气体流动规律66

4.1.1 相对运动原理66

4.1.2 连续性方程67

4.1.3 伯努利定理68

4.1.4 气流的高、低速流动特性69

4.2 飞机飞行中的空气动力71

4.2.1 平板上的升力和阻力72

4.2.2 机翼升力及增升措施74

4.2.3 飞机所受阻力及减阻方法77

4.3 飞机高速飞行特性81

4.3.1 激波及其阻力81

4.3.2 局部激波86

4.3.3 超声速飞机外形及其特点88

4.3.4 超声速飞机和低速、亚声速飞机的外形差异98

4.3.5 超声速飞行的“声爆”与“热障”现象98

第5章 飞机的性能和稳定性101

5.1 飞机飞行性能和可操纵性101

5.1.1 飞机飞行性能101

5.1.2 飞机机动性104

5.1.3 飞机操纵特性106

5.2 飞机的稳定性108

第6章 直升机飞行原理113

6.1 直升机旋翼工作原理113

6.2 直升机的布局形式114

6.2.1 单旋翼直升机114

6.2.2 共轴式双旋翼直升机114

6.2.3 纵列式双旋翼直升机114

6.2.4 横列式双旋翼直升机115

6.2.5 带翼式直升机116

6.2.6 倾转旋翼机116

6.3 直升机飞行性能116

6.3.1 垂直飞行性能116

6.3.2 前飞性能116

6.4 直升机操纵机构及操稳特性117

6.4.1 直升机的操纵机构117

6.4.2 直升机的操稳特性119

第7章 飞行器导航原理121

7.1 早期导航方式121

7.2 无线电导航122

7.2.1 测向系统122

7.2.2 测距无线电导航系统（DME）123

7.2.3 测距差系统124

7.3 多普勒导航系统125

7.4 惯性导航系统126

7.4.1 平台式惯性导航系统126

7.4.2 捷联式惯性导航系统127

7.5 卫星导航128

7.5.1 导航卫星128

7.5.2 地面站129

7.5.3 用户设备129

7.5.4 GPS导航原理129

7.6 地形辅助／视觉导航系统129

7.6.1 地形匹配导航130

7.6.2 景象匹配导航130

7.7 天文导航131

7.7.1 早期的天文导航方法131

7.7.2 现代天文导航原理132

7.8 组合导航系统133

第8章 航天器飞行原理135

8.1 太空飞行与大气层内飞行的区别135

8.2 轨道基础135

8.2.1 航天器轨道速度135

8.2.2 卫星轨道周期137

8.2.3 轨道平面倾角138

8.3 椭圆轨道139

8.4 卫星的圆轨道和椭圆轨道的数学模型140

8.4.1 卫星的圆轨道140

8.4.2 椭圆轨道141

第9章 火箭与导弹143

9.1 火箭与导弹的区别143

9.2 火箭的组成及各部分的功能144

9.2.1 有效载荷144

9.2.2 箭体结构144

9.2.3 推进系统146

9.2.4 控制系统146

9.2.5 初始对准系统147

9.2.6 安全系统148

9.2.7 遥测系统149

9.2.8 外弹道测量系统149

9.3 导弹的分类150

9.4 导弹的组成及功用150

9.4.1 推进系统150

9.4.2 制导系统159

9.4.3 战斗部173

9.4.4 弹体181

9.4.5 弹上电源183

第10章 航天器任务规划184

10.1 空间几何学的限制184

10.1.1 卫星相对地球的表面的运动184

10.1.2 卫星的仰角186

10.1.3 地面覆盖区域（可见区域）188

10.1.4 通信卫星信号传输时间190

10.2 一般轨道190

10.2.1 低轨道190

10.2.2 中高度圆形地球轨道191

10.2.3 Molniya轨道192

10.2.4 Tundra轨道／冻土带轨道192

10.2.5 地球同步轨道192

10.2.6 太阳同步轨道193

10.2.7 拉格朗日点194

10.3 卫星仰角与地面覆盖范围的关系195

10.3.1 卫星仰角195

10.3.2 卫星的覆盖区196

10.4 太空机动197

10.4.1 在同一轨道面内的机动198

10.4.2 改变轨道形状198

10.4.3 改变圆形轨道的高度199

10.4.4 改变轨道周期200

10.4.5 在同一轨道面内改变卫星的相对位置200

10.4.6 改变轨道面的机动201

10.4.7 改变轨道倾角的机动202

10.4.8 匀速旋转轨道面203

10.4.9 卫星脱离轨道的机动204

10.4.10 再入加热效应206

10.4.11 轨道保持206

10.5 太空机动技术细节207

10.5.1 改变轨道形状的机动207

10.5.2 圆形轨道之间的机动208

10.5.3 改变卫星的轨道周期209

10.5.4 改变轨道上升角209

10.5.5 保持轨道上升角转动轨道面209

10.5.6 基本的旋转209

10.5.7 脱轨机动210

10.5.8 轨道保持210

第11章 航天飞机211

11.1 美国航天飞机简介211

11.2 什么是航天飞机？215

11.3 航天飞机组成217

11.4 在太空飞行的航天飞机219

11.5 在太空中生活220

11.6 外挂燃料箱221

11.7 固体火箭推进器222

11.8 装配与运输过程224

11.9 倒计时起飞226

11.10 航天飞机的用途227

11.11 航天飞机上的机器臂228

11.12 航天飞机飞行过程230

11.13 航天飞机与载人飞船的不同236

第12章 新概念航天器239

12.1 小卫星及其编队飞行239

12.1.1 现代小卫星的分类及发展模式239

12.1.2 现代小卫星发展的若干问题分析240

12.1.3 星群飞行的技术特征与模式242

12.1.4 未来展望244

12.2 捕获小行星的航天器244

12.2.1 项目背景概述244

12.2.2 捕获小行星的任务规划245

12.2.3 目标小行星246

12.2.4 航天器总体设计方案247

12.2.5 小结248

12.3 模块化分离卫星249

12.3.1 模块化分离卫星的产生和目的249

12.3.2 模块化分离卫星的研制计划和技术特征分析250

12.4 未来NASA的群卫星系统分析与展望252

12.4.1 群智能技术252

12.4.2 群卫星系统253

12.4.3 ANTS系统的载荷配置及体系结构255

12.4.4 小结256

参考文献257