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出版者:IEEE

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价格:372

装帧:HRD

isbn号码:9780780354272

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寰宇探索：二十一世纪初航空航天技术前沿与挑战 本书聚焦于1999年前后全球航空航天领域的技术突破、工程实践与未来展望。作为对特定历史时期科技脉络的深入剖析，本书内容严格围绕该时期的关键技术发展、重大项目进展及理论创新展开，旨在为研究人员、工程师以及航空航天爱好者提供一个全面、详实的参考视角。 本书的结构围绕三大核心板块展开：深空探测与行星科学、先进飞行器设计与气动布局、以及空间基础设施与有效载荷技术。 第一部分：深空探索的新里程碑与行星科学的深化 在1999年前后，人类的深空探测活动正处于一个关键的转型期，从早期的“飞掠”和“环绕”任务，逐步向更复杂的“着陆”和“采样返回”迈进。 一、火星探索任务的深度分析： 本部分详细回顾了当时全球范围内针对火星的探测活动。重点分析了“火星探路者”（Mars Pathfinder）任务的成功经验及其对后续火星表面移动技术的影响。书中对“火星全球勘测者”（Mars Global Surveyor, MGS）携带的高精度遥感设备的数据采集策略、大气研究进展进行了深入阐述。例如，如何利用MGS获取的火星地质图像数据来推断古水文活动的证据，以及对火星磁场和重力场的初步精确测量结果的解读。 此外，本书也深入探讨了当时正在规划或执行中的火星着陆器项目所面临的“进入、下降与着陆”（Entry, Descent, and Landing, EDL）的技术难题。特别是针对复杂地形的软着陆导航、制导与控制（GNC）算法在当时的发展水平，以及如何利用气动减速技术最大限度地保护脆弱的科学载荷。 二、太阳系外围天体的观测与任务设计： 1990年代末期，对木星、土星及其卫星的兴趣达到了新的高潮。本书详细介绍了“伽利略号”（Galileo）探测器在木星系统的工作成果，特别是在分析木星磁层相互作用、木卫二（Europa）冰壳下的海洋可能性等方面的数据贡献。书中对当时设计中的未来木星和土星任务（如后来的“卡西尼-惠更斯”任务的早期成果汇报）的设计理念进行了探讨，包括如何克服深空通信的延迟与带宽限制。 对于小行星带的探索，本书也收录了早期对近地小行星（Near-Earth Asteroids, NEAs）的观测数据分析，涉及它们的地质构成、自转特性以及潜在的撞击风险评估方法。 三、天体物理学的地面与空间观测基础： 虽然本书侧重于工程应用，但同时也涵盖了支撑深空探测的理论基础。收录了当时最先进的大型地基望远镜（如凯克望远镜等）在分辨率提升和自适应光学（Adaptive Optics, AO）技术初期的应用案例。在空间观测方面，重点分析了哈勃空间望远镜在当时观测到的关键宇宙学数据，例如对宇宙膨胀率的新一代测量尝试，以及系外行星凌日法（Transit Method）在早期应用中的挑战与初步发现。 --- 第二部分：先进飞行器设计与气动物理 本部分聚焦于航空航天领域对速度、机动性和效率的极致追求，涵盖了高超声速、新一代战斗机空气动力学布局以及垂直起降（VTOL）技术的工程实践。 一、高超声速飞行器的理论与试验进展： 1990年代末是高超声速飞行研究从理论探索转向工程验证的关键时期。本书收录了当时关于吸气式冲压发动机（Scramjet）核心技术的研究报告，包括燃烧室内的激波控制、燃料喷射与混合效率的数值模拟（CFD）结果。书中详细分析了在马赫数5以上的飞行条件下，气动加热和材料热防护系统的设计考量。例如，对不同陶瓷基复合材料（CMC）和反射隔热瓦（RTI）在极高热流密度下的寿命预测模型进行了比较。 二、下一代战斗机气动布局的演变： 针对当时正在进行的先进技术验证机项目（如X-35/F-35的前身研究），本书重点探讨了隐身技术（Stealth）与气动性能的权衡。书中分析了机身外形设计如何影响雷达散射截面（RCS）的同时，如何保持在超音速和亚音速条件下的升阻比优化。特别关注了推力矢量控制（Thrust Vectoring Control, TVC）技术在提升近距格斗（ACM）机动性中的实际效果评估。 三、直升机与倾转旋翼技术的发展： 在旋翼航空器方面，本书对倾转旋翼（Tiltrotor）技术的工程成熟度进行了阶段性评估。重点分析了从V-22“鱼鹰”项目早期测试中反馈出的，从旋翼模式到固定翼模式转换过程中的气动耦合效应、控制系统响应延迟以及高侧风条件下的着陆稳定性问题。 --- 第三部分：空间基础设施、发射系统与有效载荷技术 本部分关注将有效载荷送入轨道以及在轨运行的支撑技术，涵盖了运载火箭、空间站的结构设计与在轨服务。 一、新一代运载火箭的经济性与可靠性： 1999年前后，商业航天发射市场开始显现出对“更低成本、更高可靠性”的迫切需求。本书收录了当时对液氧/煤油（LOX/RP-1）和液氢/液氧（LOX/LH2）发动机效率的对比分析报告。重点探讨了模块化火箭设计的理念，即通过重复使用或标准化芯级来降低制造成本的初步探索。书中也对比了不同发射窗口选择对任务轨道满足度的影响。 二、空间站与在轨维护的构想： 国际空间站（ISS）的组装工作正处于关键阶段。本书详细描述了当时舱段对接、生命保障系统（ECLSS）的初期设计指标。在在轨服务（On-Orbit Servicing）领域，本书探讨了早期关于机械臂（Robotic Arm）进行燃料补加或部件更换的技术可行性研究，以及如何通过地面站对复杂空间结构的远程遥操作进行精确规划。 三、遥感与通信卫星的有效载荷工程： 针对地球观测领域，本书深入分析了合成孔径雷达（SAR）系统在分辨率上的突破，以及如何在保持高分辨率的同时，有效处理海量数据下传的带宽挑战。在通信卫星方面，重点探讨了星间链路（Inter-Satellite Links, ISL）技术在构建高速数据骨干网中的理论模型，以及Ka波段和V波段在应对频谱拥堵时的潜力分析。 总结而言，本书内容构筑了一个特定历史时期航空航天技术发展的断面图，所有论述均基于1999年前后公开发表或在行业内部讨论的技术指标、实验结果和工程假设。它不包含任何关于新千年之后（如SpaceX的早期发展、詹姆斯·韦伯望远镜的最终设计或火星样本返回任务的实际执行细节）的内容。

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