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第1章 概论1

1.1 导弹飞行力学研究的内容和方法1

1.1.1 导弹飞行力学的定义和研究内容1

1.1.2 导弹飞行力学的研究特点1

1.1.3 战术导弹飞行力学的研究方法2

1.1.4 战术导弹飞行力学的研究发展方向4

1.2 空气动力学概述4

1.3 空气的物理属性及标准大气5

1.3.1 空气的连续性假设5

1.3.2 空气的密度6

1.3.3 空气的压强和温度6

1.3.4 空气的黏性7

1.3.5 附面层概念8

1.3.6 空气的可压缩性9

1.3.7 空气热力学特性9

1.3.8 标准大气12

1.4 流体运动学13

1.4.1 流场及其描述13

1.4.2 定常流14

1.4.3 流线与流管14

1.4.4 旋涡流14

1.5 低速一维流的基本方程16

1.5.1 连续方程16

1.5.2 低速不可压流的能量方程——伯努利方程16

1.6 高速一维流的基本方程17

1.6.1 动量方程17

1.6.2 高速一维管流中流速与管截面面积的关系18

1.6.3 能量方程、总参数和静参数19

1.7 高速流中的物理现象和基本概念20

1.7.1 音速和马赫数20

1.7.2 微弱扰动的传播区与马赫锥（或马赫线）22

1.7.3 激波24

1.7.4 膨胀波25

1.7.5 临界马赫数26

1.8 空气动力实验27

1.8.1 空气动力实验研究的目的和原理27

1.8.2 空气动力和力矩及其系数27

1.8.3 相似准则29

1.8.4 空气动力试验的基本工具——风洞30

1.8.5 风洞试验的测量方法32

思考题与习题33

第2章 作用在导弹上的力和力矩34

2.1 作用在导弹上的总空气动力34

2.1.1 速度坐标系和弹体坐标系34

2.1.2 导弹的气动外形35

2.1.3 空气动力的表达式37

2.2 升力和侧向力38

2.2.1 单独弹翼升力38

2.2.2 单独弹身的升力39

2.2.3 尾翼的升力41

2.2.4 全弹升力42

2.2.5 侧向力42

2.3 阻力43

2.3.1 零升阻力43

2.3.2 诱导阻力44

2.3.3 飞行马赫数对阻力系数的影响44

2.3.4 飞行高度对阻力系数的影响44

2.3.5 极曲线45

2.4 作用在导弹上的空气动力矩、压力中心和焦点45

2.4.1 空气动力矩的表达式45

2.4.2 压力中心和焦点46

2.5 俯仰力矩47

2.5.1 定态直线飞行时的俯仰力矩及纵向平衡状态47

2.5.2 纵向静稳定性48

2.5.3 操纵力矩50

2.5.4 俯仰阻尼力矩50

2.5.5 非定态飞行时由下洗延迟引起的附加俯仰力矩51

2.6 偏航力矩52

2.7 滚动力矩52

2.7.1 横向静稳定力矩53

2.7.2 滚动操纵力矩54

2.7.3 滚动阻尼力矩54

2.8 铰链力矩55

2.9 马格努斯力和力矩56

2.9.1 单独弹身的马格努斯力和力矩56

2.9.2 弹翼的马格努斯力矩57

2.10 作用在导弹上的推力57

2.11 作用在导弹上的重力59

2.12 其他形式的力60

2.12.1 乘波体60

2.12.2 直接力控制61

思考题与习题63

第3章 导弹运动方程组65

3.1 导弹作为变质量系的动力学基本方程65

3.2 常用坐标系和坐标系间的转换66

3.2.1 坐标系的定义67

3.2.2 各坐标系间的关系及其转换67

3.3 导弹运动方程组73

3.3.1 动力学方程73

3.3.2 运动学方程77

3.3.3 质量变化方程79

3.3.4 几何关系方程79

3.3.5 控制关系方程81

3.3.6 导弹运动方程组85

3.4 导弹的纵向运动和侧向运动86

3.4.1 导弹的纵向运动和侧向运动86

3.4.2 导弹的一般运动分解为纵向运动和侧向运动87

3.5 导弹的平面运动88

3.5.1 导弹在铅垂平面内运动88

3.5.2 导弹在水平面内运动89

3.6 导弹的质心运动90

3.6.1 “瞬时平衡”假设90

3.6.2 导弹质心运动方程组91

3.6.3 导弹在铅垂平面内的质心运动方程组92

3.6.4 导弹在水平面内的质心运动方程组93

3.6.5 理想弹道、理论弹道、实际弹道93

3.7 导弹的机动性和过载93

3.7.1 导弹的机动性和过载概念94

3.7.2 运动与过载95

3.7.3 弹道曲率半径与法向过载的关系97

3.7.4 需用过载、极限过载和可用过载97

3.8 低速滚转导弹的运动方程组100

3.8.1 滚转导弹常用坐标系和坐标系间的转换100

3.8.2 滚转导弹的操纵力和操纵力矩104

3.8.3 低速滚转导弹的运动方程组106

3.8.4 几何关系方程108

3.8.5 低速滚转导弹运动方程组109

3.9 导弹运动方程组的数值解法110

3.9.1 微分方程数值积分110

3.9.2 运动方程组的数值积分举例112

思考题与习题116

第4章 方案飞行弹道117

4.1 爬升段方案飞行118

4.1.1 铅垂平面内的导弹运动方程组118

4.1.2 爬升段按给定俯仰角的方案飞行120

4.1.3 下滑段按给定高度的方案飞行122

4.2 平飞段方案飞行122

4.2.1 平飞段铅垂平面内的运动123

4.2.2 平飞段水平面内的运动125

4.3 方案弹道设计实例126

4.3.1 飞行高度对搜索视场和攻击落角的影响分析126

4.3.2 二次爬升弹道方案设计128

4.3.3 算例129

思考题与习题130

第5章 导引弹道的运动学分析131

5.1 概述131

5.2 相对运动方程132

5.2.1 自动瞄准制导的相对运动方程132

5.2.2 遥控制导的相对运动方程133

5.2.3 相对运动方程组的解134

5.3 追踪法136

5.3.1 弹道方程136

5.3.2 直接命中目标的条件137

5.3.3 导弹命中目标所需的飞行时间138

5.3.4 导弹的法向过载139

5.3.5 允许攻击区139

5.4 平行接近法142

5.4.1 平行接近法的弹道方程142

5.4.2 直线弹道的条件143

5.4.3 导弹的法向过载143

5.5 比例导引法144

5.5.1 比例导引法的相对运动方程组145

5.5.2 弹道特性146

5.6 三点法155

5.6.1 三点法导引关系方程156

5.6.2 三点法导引的运动学方程组156

5.6.3 运动学弹道的图解法158

5.6.4 运动学弹道的解析解159

5.6.5 导弹的转弯速率163

5.6.6 等法向加速度曲线164

5.6.7 攻击禁区165

5.6.8 三点法导引的优缺点166

5.7 前置量法167

5.7.1 前置量法168

5.7.2 半前置量法（半矫直法）170

5.7.3 一种实现半前置量导引的方法171

5.8 最优制导规律173

5.8.1 导弹运动状态方程174

5.8.2 基于二次型的最优制导规律175

5.9 选择导引方法的基本要求177

思考题与习题178

第6章 初始段弹道179

6.1 几种主要扰动因素的分析180

6.1.1 初始扰动180

6.1.2 发动机推力偏心181

6.1.3 导弹质量分布不对称的影响184

6.1.4 风的影响187

6.1.5 制造和安装工艺误差引起的扰动190

6.2 初始段扰动运动方程组191

6.3 利用蒙特卡洛法研究弹道参数的统计特性193

6.3.1 随机数的产生193

6.3.2 均匀随机数的检验195

6.3.3 非均匀随机数的产生196

思考题与习题198

第7章 导弹动态特性的研究方法199

7.1 概述199

7.2 作为控制对象的导弹200

7.3 导弹扰动运动的研究方法202

7.3.1 用数值积分法解导弹扰动运动方程组203

7.3.2 小扰动法203

7.4 导弹运动方程组的线性化204

7.4.1 微分方程组线性化的方法205

7.4.2 空气动力和力矩表达式的线性化207

7.4.3 运动方程组的线性化210

7.5 扰动运动分解为纵向和侧向扰动运动214

7.6 系数“冻结”法216

7.7 导弹的稳定性和操纵性的概念216

7.7.1 稳定性概念217

7.7.2 操纵性概念218

思考题与习题219

第8章 导弹弹体纵向动态特性分析221

8.1 短周期扰动运动方程组及动力系数221

8.1.1 纵向短周期扰动运动方程组221

8.1.2 动力系数的物理意义225

8.2 弹体纵向自由扰动运动的一般特性230

8.2.1 自由扰动运动方程组230

8.2.2 自由扰动运动方程组的解及特征方程式根的特性230

8.2.3 稳定性准则237

8.2.4 稳定性指标237

8.3 短周期纵向自由扰动运动的动态特性分析240

8.3.1 自由扰动运动的稳定条件240

8.3.2 产生振荡过渡过程的条件240

8.3.3 振荡运动的频率和衰减度241

8.4 短周期运动中升降舵作阶跃偏转时的动态特性244

8.4.1 输入量为升降舵偏角的弹体纵向传递函数244

8.4.2 舵作阶跃偏转时的过渡过程的一般特性247

8.4.3 升降舵作阶跃偏转时的过渡过程分析250

8.5 短周期运动中阶跃干扰力矩作用下弹体的动态过程259

8.5.1 传递函数260

8.5.2 过渡函数261

8.6 短周期运动中导弹弹体对舵机力矩阶跃变化的响应262

8.7 纵向扰动运动的弹体频率特性265

8.7.1 振幅频率特性268

8.7.2 相位频率特性269

8.8 导弹引入稳定自动器时纵向动态特性270

8.8.1 舵面偏转角偏量与俯仰角偏量成比例的情况271

8.8.2 舵面偏转角增量与俯仰角偏量成比例的情况271

8.8.3 稳定回路引入i∫ Δ？dt的情况271

8.9 附加推力矢量控制的导弹弹体动态特性初步分析274

思考题与习题276

第9章 轴对称导弹弹体的侧向动态特性分析277

9.1 轴对称导弹弹体滚转扰动运动的特性277

9.1.1 弹体的滚转稳定性277

9.1.2 弹体滚转运动的传递函数278

9.1.3 副翼作单位脉冲偏转时的滚转过渡过程279

9.1.4 副翼作正单位阶跃偏转时滚转的过渡过程280

9.1.5 常值干扰力矩作用下滚转的过渡过程281

9.1.6 滚转扰动运动的弹体频率特性282

9.2 导弹带侧向稳定自动器时的侧向动态特性285

9.2.1 轴对称导弹的偏航运动285

9.2.2 轴对称导弹的滚转运动285

9.3 应用模拟计算机求解导弹运动方程组287

9.3.1 数学方程的模拟方法288

9.3.2 导弹短周期纵向扰动运动的数学模拟293

思考题与习题295

附录296

主要符号表296

下标字母含义299

上标字母含义300

参考文献301