星際航行概論

内容簡介

本書是錢學森于20世紀60年代初撰寫的中國第一本高等院校航天專業基礎教材，系統地介紹了星際航行技術的各個方面，包括運載火箭的動力系統、運載火箭的設計及制造過程、運載火箭及星際飛船的飛行軌道、控制系統的設計原則及設計過程、星際航行中的通訊問題及防輻射問題、解決飛船再入大氣層的設計原理、星際飛船的設計問題，以及星際航行的前景展望等。

書中通過大量的分析、計算，從理論和實踐的角度論證說明，星際航行是一定能實現的，但是星際航行技術是複雜的，實現星際航行是一項艱巨的工作。

圖書目錄

第1章星際航行與宇宙航行1

1.1火箭技術的早期1

1.2現代的火箭技術4

1.3太陽系7

1.4地球的周圍環境11

1.5第一、第二、第三宇宙速度15

1.6齊奧爾科夫斯基公式19

1.7恒星世界的宇宙航行20

1.8阿克萊公式22

第2章火箭發動機原理27

2.1星際航行的動力27

2.2固體推進劑火箭發動機工作原理28

2.3液體推進劑火箭發動機工作原理29

2.4推力的計算32

2.5噴氣速度的計算34

2.6噴管的形狀39

2.7推力系數43

2.8比沖45

2.9更準确的計算46

第3章火箭發動機的技術實現48

3.1液體推進劑的性能48

3.2液體推進劑的選擇51

3.3幾種液體火箭發動機52

3.4液體火箭發動機的設計過程61

3.5發動機試車台65

3.6固體推進劑及固體火箭發動機的發展67

3.7固體火箭發動機的設計問題69

3.8固體火箭發動機的發展前景72

3.9新型火箭發動機——固液型發動機74

3.10發動機推力方向的調節75

第4章運載火箭的技術實現81

4.1多級運載火箭的級數81

4.2運載火箭的實例84

4.3結構重量、結構比89

4.4運載火箭的設計過程92

4.5星際航行場95

第5章運載火箭從地面起飛的軌道問題102

5.1發射人造行星或月球火箭的軌道與發射人造衛星的軌道102

5.2鄰近地面的起飛軌道103

5.3質點在向心引力場中的運動107

5.4橢圓軌道上衛星的周期111

5.5發射衛星的最佳軌道112

第6章星際航行的軌道117

6.1太陽的重力場117

6.2太陽系中的橢圓軌道1186.3實例122

6.4在中心力場中的低推力軌道123

6.5低推力星際軌道130

6.6光帆131

第7章原子能火箭發動機133

7.1原子能133

7.2原子火箭發動機134

7.3電火箭的設計原理138

7.4電火箭發動機的類型145

7.5原子火箭與電火箭的比較147

7.6氘火箭發動機149

第8章制導問題150

8.1制導150

8.2發射人造地球衛星的軌道所要求的精确度150

8.3星際飛行軌道所需要的精确度155

8.4控制的概率159

8.5星際航行的制導問題160

8.6運載火箭的制導系統——初制導系統163

8.7制導系統的設計165

第9章星際航行中的通訊問題168

9.1星際航行中通訊工作的重要意義168

9.2星際航行中通訊系統的有效功率170

9.3星際航行通訊中的噪聲172

9.4信息率175

9.5量子效應178

9.6星際通訊的設備要求178

9.7地面接收天線181

9.8衛星式通訊中繼站系統182

9.9電磁波傳播問題183

9.10光波通訊186

第10章再入大氣層188

10.1人造衛星或星際飛船的降落問題188

10.2再入大氣層的軌道分析189

10.3兩種再入軌道194

10.4防熱設計197

10.5防熱設計的原則204

10.6星際飛行軌道中的應用205

第11章防輻射207

11.1防輻射問題207

11.2光子對物質的作用207

11.3電子對物質的作用210

11.4α粒子、質子以及重原子核碳、氮、氧對物質的作用212

11.5中子對物質的作用213

11.6輻射對人體的作用214

11.7輻射劑量21511.8宇宙射線218

11.9地球輻射帶及太陽耀斑爆發的輻射219

11.10中子的防護221

11.11輻射對器材的破壞作用221

第12章飛船的設計問題223

12.1超重和失重223

12.2超重對人的影響224

12.3失重對人的影響226

12.4飛船船艙的設計要求228

12.5星際航行中人的生活條件230

12.6氧氣及水分的供應233

12.7長旅程星際飛船中的生态學系統235

12.8防微隕石及通過小行星帶237

12.9飛船的定向系統237

第13章飛船中的電源241

13.1星際飛船中的能源241

13.2化學電池243

13.3太陽光電池245

13.4汽輪發電機250

13.5熱電偶發電器252

13.6熱電子發電機255

13.7電磁流體發電機258

第14章星際航行進一步發展的幾個問題260

14.1衛星式星際航行站260

14.2運載火箭的海面發射262

14.3運載火箭的回收264

14.4飛機用作運載工具266

14.5運載飛機的動力系統268

出版說明271

作者簡介

錢學森（1911年12月11日—2009年10月31日），漢族，出生于上海，祖籍浙江省杭州市，空氣動力學家、系統科學家，工程控制論創始人之一，中國科學院學部委員、中國工程院院士，兩彈一星功勳獎章獲得者，吳越王錢镠第33世孫。

錢學森于1934年從交通大學機械工程系畢業；1935年由第七屆庚子賠款公費赴美進修；1936年從美國麻省理工學院碩士研究生畢業，之後轉入加州理工學院航空系，師從西奧多·馮·卡門；1939年獲得美國加州理工學院航空、數學博士學位，之後留下任教；1945年被派赴德調查納粹德國火箭科技；

1955年在毛澤東主席和周恩來總理的争取下，以朝鮮戰争空戰中被俘的多名美軍飛行員交換回中國；1956年出任中國科學院力學研究所第一任所長；1957年出任國防部第五研究院第一任院長，同年補選為中國科學院學部委員（院士）；1958年創建中國科學技術大學近代力學系并出任首屆主任，1959年加入中國共産黨；1984年被增選為中國科學院主席團執行主席；1986年當選中國科學技術協會第三屆全國委員會主席；

1986年至1998年擔任中國人民政治協商會議第六、七、八屆全國委員會副主席；1999年被授予兩彈一星功勳獎章；2009年10月31日在北京逝世，享年98歲。