星际航行概论(精)

本书是钱学森于20世纪60年代初撰写的中国第一本高等院校航天专业 基础教材，系统地介绍了星际航行技术的各个方面，包括运载火箭的动力 系统、运载火箭的设计及制造过程、运载火箭及星际飞船的飞行轨道、控 制系统的设计原则及设计过程、星际航行中的通讯问题及防辐射问题、解 决飞船再入大气层的设计原理、星际飞船的设计问题，以及星际航行的前 景展望等。 书中通过大量的分析、计算，从理论和实践的角度论证说明，星际航 行是一定能实现的，但是星际航行技术是复杂的，实现星际航行是一项艰 巨的工作。

第1章 星际航行与宇宙航行1 1.1 火箭技术的早期1 1.2 现代的火箭技术4 1.3 太阳系7 1.4 地球的周围环境11 1.5 第一、第二、第三宇宙速度15 1.6 齐奥尔科夫斯基公式19 1.7 恒星世界的宇宙航行20 1.8 阿克莱公式22 第2章 火箭发动机原理27 2.1 星际航行的动力27 2.2 固体推进剂火箭发动机工作原理28 2.3 液体推进剂火箭发动机工作原理29 2.4 推力的计算322.5喷气速度的计算34 2.6 喷管的形状392.7推力系数43 2.8 比冲45 2.9 更准确的计算46 第3章 火箭发动机的技术实现48 3.1 液体推进剂的性能48 3.2 液体推进剂的选择51 3.3 几种液体火箭发动机52 3.4 液体火箭发动机的设计过程61 3.5 发动机试车台65 3.6 固体推进剂及固体火箭发动机的发展67 3.7 固体火箭发动机的设计问题69 3.8 固体火箭发动机的发展前景72 3.9 新型火箭发动机——固液型发动机74 3.10 发动机推力方向的调节75 第4章 运载火箭的技术实现81 4.1 多级运载火箭的级数81 4.2 运载火箭的实例84 4.3 结构重量、结构比89 4.4 运载火箭的设计过程92 4.5 星际航行场95 第5章 运载火箭从地面起飞的轨道问题102 5.1 发射人造行星或月球火箭的轨道与发射人造卫星的轨道102 5.2 邻近地面的起飞轨道103 5.3 质点在向心引力场中的运动107 5.4 椭圆轨道上卫星的周期111 5.5 发射卫星的最佳轨道112 第6章 星际航行的轨道117 6.1 太阳的重力场117 6.2 太阳系中的椭圆轨道1186.3实例122 6.4 在中心力场中的低推力轨道123 6.5 低推力星际轨道130 6.6 光帆131 第7章 原子能火箭发动机133 7.1 原子能133 7.2 原子火箭发动机134 7.3 电火箭的设计原理138 7.4 电火箭发动机的类型145 7.5 原子火箭与电火箭的比较147 7.6 氘火箭发动机149 第8章 制导问题150 8.1 制导150 8.2 发射人造地球卫星的轨道所要求的精确度150 8.3 星际飞行轨道所需要的精确度155 8.4 控制的概率159 8.5 星际航行的制导问题160 8.6 运载火箭的制导系统——初制导系统163 8.7 制导系统的设计165 第9章 星际航行中的通讯问题168 9.1 星际航行中通讯工作的重要意义168 9.2 星际航行中通讯系统的有效功率170 9.3 星际航行通讯中的噪声172 9.4 信息率175 9.5 量子效应178 9.6 星际通讯的设备要求178 9.7 地面接收天线181 9.8 卫星式通讯中继站系统182 9.9 电磁波传播问题183 9.10 光波通讯186 第10章 再入大气层188 10.1 人造卫星或星际飞船的降落问题188 10.2 再入大气层的轨道分析189 10.3 两种再入轨道194 10.4 防热设计197 10.5 防热设计的原则204 10.6 星际飞行轨道中的应用205 第11章 防辐射207 11.1 防辐射问题207 11.2 光子对物质的作用207 11.3 电子对物质的作用210 11.4 α粒子、质子以及重原子核碳、氮、氧对物质的作用212 11.5 中子对物质的作用213 11.6 辐射对人体的作用214 11.7 辐射剂量21511.8宇宙射线218 11.9 地球辐射带及太阳耀斑爆发的辐射219 11.10 中子的防护221 11.11 辐射对器材的破坏作用221 第12章 飞船的设计问题223 12.1 超重和失重223 12.2 超重对人的影响224 12.3 失重对人的影响226 12.4 飞船船舱的设计要求228 12.5 星际航行中人的生活条件230 12.6 氧气及水分的供应233 12.7 长旅程星际飞船中的生态学系统235 12.8 防微陨石及通过小行星带237 12.9 飞船的定向系统237 第13章 飞船中的电源241 13.1 星际飞船中的能源241 13.2 化学电池243 13.3 太阳光电池245 13.4 汽轮发电机250 13.5 热电偶发电器252 13.6 热电子发电机255 13.7 电磁流体发电机258 第14章 星际航行进一步发展的几个问题260 14.1 卫星式星际航行站260 14.2 运载火箭的海面发射262 14.3 运载火箭的回收264 14.4 飞机用作运载工具266 14.5 运载飞机的动力系统268 出版说明271