第1章 绪论

1.1 概述

运载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点或预定轨道的飞行器；它的最基本组成包括发动机、控制系统和载荷等。

为了保证运载火箭能完成预定的任务，在研制、试验和实际应用过程中，均须掌握运载火箭的机械运动规律。这样，在设计过程中，才能正确地选择运载火箭的参数（如起飞重量、发动机推力和控制系统参数等），合理地选择飞行弹道，保证运载火箭按预定规律运动；在飞行试验过程中，才能正确评定飞行试验结果，对运载火箭及其各系统的特性做出鉴定；在具体应用中，才能根据具体任务确定发射诸元，使运载火箭载荷准确达到目标需求。

研究这类运载火箭运动规律的专门学科是飞行力学，它是应用力学的一个新分支。飞行力学与研究一般力学对象运动规律的理论力学既有区别又有联系。理论力学给出了一般力学对象作机械运动时所遵循的普遍规律和描述其运动的运动微分方程。飞行力学则根据理论力学的普遍规律，深入分析运载火箭这一特定对象作机械运动时的特殊矛盾，建立描述其运动的微分方程，揭示运载火箭运动的客观规律，并应用这些规律解决工程实际问题。由于运载火箭是一个复杂的系统，描述其运动的微分方程组，在技术所要求的精度指标越高时就越复杂。为细致描述其规律，在工程中常将运载火箭运动分为质心运动和绕质心的姿态运动。其中，研究其质心运动的就是弹道学，研究其姿态运动的则称为动态分析。

飞行力学所研究的运载火箭质心运动、绕质心运动规律，需要具体设备、具体系统来实现。就研制任务而言，需要选择使火箭从某一状态到要求状态的机动规律，即制导，并通过姿态控制执行实现制导要求的机动和保证姿态稳定。也就是说，在具体应用中，通过制导系统确定火箭的质心运动，使火箭在主动段结束后，经过被动段以一定的性能指标命中目标或到达预定轨道；通过姿态控制系统控制火箭的绕质心运动，使火箭在各种干扰下能稳定飞行，同时接收制导系统的导引命令，改变动力方向，从而实现对质心运动的控制。