近十几年来，作者张青斌一直从事与飞船返回舱降落伞系统相关的理论及应用研究工作，主要包括巨型伞的充气过程建模、充气过程中伞衣尾流再附现象的动力学分析、吊挂系统的建模及物一伞多体系统的动力学建模。这些研究是对飞船回收系统的动力学特性进行分析和评定的理论基础。《飞船返回舱降落伞系统动力学》不仅可作为大型降落伞系统设计的参考书，也可作为高等工科院校飞行器设计、一般力学、航空航天等相关科研人员的参考书。

《飞船返回舱降落伞系统动力学》针对返回舱-降落伞回收系统中若干关键动力学问题。给出了一般降落伞的动力学、一种开链式多体系统和柔性绳索的动力学模型；采用阻尼弹簧模型和多体模型研究降落伞拉直过程中的”绳帆”现象；采用流固耦合模型研究降落伞的初始充气和主充气动力学特性；利用黏性涡方法计算了完全张开的伞衣上的气动力；提出了通用的吊挂系统建模方法，以及伞舱系统综合动力学模型，研究了整个降落伞回收过程的动力学特性。

《飞船返回舱降落伞系统动力学》可作为航空航天、力学等专业学生，以及从事相关工程技术人员的参考书。本书由张青斌等著。

第一章 绪论

 1.1 载人飞船降落伞回收系统

 1.2 降落伞关键动力学问题

1.2.1 降落伞的工作过程

1.2.2 降落伞的拉直过程

1.2.3 降落伞的充气过程

1.2.4 稳定下降过程

1.2.5 转化吊挂过程

 1.3 本书主要内容

第二章 降落伞动力学

 2.1 物体在理想流体中的运动

 2.2 降落伞的动力学方程

第三章 一类开链式多刚体的CFA算法

 3.1 旋量形式的刚体动力学方程

 3.2 CFA仿真算法

3.2.1 系统描述

3.2.2 铰约束力递推关系

3.2.3 仿真算法

 3.3 一个简单算例

3.3.1 方法1：拉格朗日法

3.3.2 方法2：CFA递推算法

第四章 绳索动力学

 4.1 绳索的几何非线性特征

 4.2 绳索的阻尼弹簧模型

4.2.1 模型描述

4.2.2 绳段单元內力的计算

4.2.3 绳段单元外力的计算

4.2.4 系统动力学方程

 4.3 绳索的多刚体模型

4.3.1 模型描述

4.3.2 约束力递推关系

 4.4 绳索的连续模型

4.4.1 绳索的运动描述

4.4.2 系统的动力学方程

第五章 降落伞拉直过程动力学

 5.1 Wolf直线拉出模型

 5.2 拉直过程的阻尼弹簧模型

5.2.1 模型假设

5.2.2 减速伞的动力学方程

5.2.3 伞包的动力学方程

5.2.4 拉出绳段结点的动力学方程

5.2.5 正在拉出伞绳结点的动力学方程

5.2.6 返回舱的动力学方程

 5.3 拉直过程的多刚体模型

5.3.1 模型描述

5.3.2 拉直过程的CFA算法

 5.4 计算结果与分析

5.4.1 拉直过程中偏离距离的定义

5.4.2 拉直过程的初始条件

5.4.3 高空突风对主伞拉直过程的影响

5.4.4 减速伞阻力面积对主伞拉直过程的影响

5.4.5 系绳力(捆绑带强度)对主伞拉直过程的影响

5.4.6 含有部分伞衣抖出运动的拉直过程

 5.5 动力学模型验证与分析

5.5.1 与Purvis计算结果的比较

5.5.2 多刚体与阻尼弹簧模型仿真结果的相互对比

5.5.3 与空投试验的对比

第六章 降落伞充气性能的计算

 6.1 降落伞的几何描述参数

 6.2 伞衣充满条件

 6.3 伞衣阻力面积变化

6.3.1 一次充满的伞衣

6.3.2 收口伞衣

 6.4 伞衣充满时间

6.4.1 无收口密实伞衣充满时间的计算

6.4.2 无收口开缝伞充满时间的计算

6.4.3 收口伞衣充满时间的计算

 6.5 开伞力

 6.6 应用算例

6.6.1 平面密实圆伞充满时间的计算

6.6.2 飞船减速伞充气性能的估算

6.6.3 飞船主伞充气性能的估算

第七章 考虑流固耦合的充气动力学

 7.1 伞系统质量阻尼弹簧模型

 7.2 初始充气阶段伞衣周围流场模型

7.2.1 基本假设

7.2.2 伞衣内部压力分布

 7.3 主充气阶段伞衣周围流场模型

7.3.1 基本假设

7.3.2 方程推导

 7.4 计算结果及分析

7.4.1 初始充气模型的结果及分析

7.4.2 主充气阶段模型的结果及分析

第八章 用黏性涡方法计算伞衣绕流

 8.1 涡方法的理论基础

8.1.1 流体控制方程

8.1.2 涡方法

8.1.3 物体所受气动力的计算

 8.2 涡方法的数值实现

8.2.1 物面的离散及物面产生涡量的计算

8.2.2 利用快速多极子算法计算各涡元的诱导速度

8.2.3 涡元的黏性扩散

8.2.4 物面剪切涡量的脱落

8.2.5 物体气动力计算

 8.3 方法及计算程序的验证

8.3.1 卡门涡街的形成过程

8.3.2 圆柱表面压力分布

8.3.3 圆柱的阻力系数及升力系数

 8.4 伞衣上气动力的计算

第九章 充气过程中尾流再附现象的动力学分析

 9.1 尾流再附现象的动力学模型

9.1.1 物一伞系统的运动方程

9.1.2 伞衣尾流运动方程

9.1.3 伞衣与尾流之间的动量传递

9.1.4 方程求解

 9.2 模型验证

 9.3 应用算例

第十章 吊挂系统新的建模方法

 10.1 问题描述

 10.2 约束方程

10.2.1 伞绳结点的力平衡方程

10.2.2 中间点的力平衡方程

 10.3 方程组的求解

10.3.1 张力-应变曲线

10.3.2 初始值

10.3.3 迭代算法

 10.4 应用算例

第十一章 伞舱盖与伞-舱组合体相对运动分析

 11.1 伞-舱组合体的动力学模型

11.1.1 坐标系的定义

11.1.2 稳定下降过程中伞-舱组合体的动力学方程

11.1.3 拉直过程的动力学方程

11.1.4 降落伞充气过程的动力学方程

 11.2 伞舱盖的动力学模型

11.2.1 坐标系定义

11.2.2 伞舱盖动力学方程

11.2.3 伞舱盖弹射分离动力学模型与运动方程

 11.3 动力学模型验证与分析

 11.4 计算结果与分析

11.4.1 伞-舱组合体“几何参考半径”的确定

11.4.2 伞舱盖和伞-舱组合体相对运动统计特征的计算与分析

 11.5 干扰因素的灵敏度分析

11.5.1 正交试验设计

11.5.2 极差分析与方差分析

11.5.3 数值结果分析

参考文献