远程火箭飞行动力学教学大纲.docx

6 6 0 0 讲 研 实 时 远程火箭飞行动力学 一、课程说明 课程编号： 420222Z10 课程名称：远程火箭飞行动力学 /Launch Vehicle Flight Dynamics 课程类别：专业教育课程（专业选修课程） 学时/学分： 48/3 先修课程：高等数学、线性代数、理论力学、空气动力学、工程热力学 适用专业：航空航天工程 教材、教学参考书： 1. 陈克俊， 刘鲁华， 孟云鹤， 远程火箭飞行力学与制导， 国防工业出版社， 2014.1. 2. 贾沛然，陈克俊，何力，远程火箭弹道学，国防科技大学出版社， 1993. 3. 郑伟， 汤国建， 扰动引力场中弹道导弹飞行力学， 国防工业出版社， 2009. 4. 韩子鹏，弹箭外弹道学，北京理工大学出版社， 2008. 二、课程设置的目的意义 远程火箭是以火箭发动机为动力， 在控制系统作用下按预定的轨迹飞行至目 标或进入轨道的飞行器， 主要包括运载火箭和弹道导弹等。 本课程应用理论力学 一般规律， 深入分析远程火箭作机械运动时的特殊矛盾， 建立描述其运动的微分 方程， 揭示其运动的客观规律， 并用来解决弹道分析、 计算与设计的实际工程问 题。 本课程目的在于建立航空航天飞行动力学基础， 对航空航天工程专业毕业生 从事飞行器飞行力学、 飞行器总体和飞行器控制系统的研究与设计等相关工作具 有重要基础性意义。 三、课程的基本要求 本课程培养和训练学生对航空航天飞行器运动规律进行建模和分析的能力， 包括远程火箭受力和力矩的分析能力， 应用理论力学一般规律建立远程火箭运动 微分方程组的能力， 对远程火箭运动方程进行分析的能力； 使学员建立时空系统 的基本概念， 理解坐标系及转换， 增强空间想象能力； 掌握远程火箭的弹道计算、 分析与设计方法；建立对飞行器飞行开展力学分析、建模与求解的能力素质。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 第 1 章 教学内容 飞行动力学的基础 知识：地球的运动 及形状； 地球大气； 坐标系间方向余弦 阵及矢量导数关 总 学时分配 学 教学重点 课 讨 践 常 用 坐 标 系 及其转换、 矢 6 量导数关系、 变 质 量 力 学 基本原理 第 1 页/ 共 3 页 教学难点 矢 量 导 数 关系 教学方案设计 （含教学方法、 教学手段） 讲授有关基础知 识，启发思维理 解坐标系及转换 关系，多媒体课 件使抽象概念形 章节 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 教学内容 系；常用坐标系及 相互转换；变质量 力学基本原理 远程火箭飞行的力 学环境：附加力、 附加力矩及火箭发 动机特性；引力与 重力；空气动力及 气动力矩；控制系 统、控制力和控制 力矩 空间运动方程的建 立：远程火箭矢量 形式的动力学方 程；地面发射坐标 系中的空间弹道方 程；地面发射坐标 系中的空间导弹方 程的简化；速度坐 标系中的空间弹道 方程与简化 自由飞行段弹道特 性分析：自由飞行 段的弹道方程；弹 道方程的分析；射 程与主动段终点参 数的关系；导弹被 动段飞行时间的计 算；误差系数；相 对于旋转地球的自 由段参数 再入段运动特性分 析与弹道设计：再 入段运动方程；零 攻角再入弹道特性 分析；有升力再入 弹道特性分析；再 入机动弹道的工程 设计 主动段运动特性分 析与弹道设计：用 于方案论证的简化 纵向方程；主动段 终点运动参数及全 射程估算；主动段 弹道设计的作用及 原则；飞行程序设 计的工程方法 总 学 时 学时分配 讲 研 实 课 讨 践 教学方案设计 教学重点 教学难点 （含教学方法、 教学手段） 象化 8 8 附 加 力 和 附 加 力 矩 、 引 0 0 力、 控制力和 控制力矩 附 加 力 和 附加力矩 基于基本牛顿力 学 知 识 为 同 化 点，引导学生对 远程火箭飞行的 受力和力矩开展 分析，开展互动 教学和研讨式分 析 以充分的板书推 导配合多媒体课 件的关键步骤和 要点，循序渐进 地引导，重在展 现方程建立的过