[拼音]：yunzai huojian yundong lilun

[外文]：theory of launch vehicle motion

根据经典力学的普遍规律以数学方法研究运载火箭（简称火箭）运动规律的理论。用于解决火箭及其系统在研制、试验和使用中直接与火箭运动规律有关的理论和实际问题。火箭运动理论分为火箭轨道理论和姿态稳定理论。

研究火箭的质心运动。它是在外弹道学(见航空弹道学)基础上发展起来的。主要解决：

（1）建立火箭运动方程并研究其解法；

（2）研究火箭的飞行特 与设计参数的依从关系；

（3）火箭轨道优化，即选择优飞行路线；

（4）火箭轨道摄动。火箭运动方程是以变质量力学和经典力学定律为基础，描述作用在火箭上的力和力矩与运动参数的关系。火箭运动方程的求解（即火箭轨道计算）通常采用数值解，主要的课题是研究和改进现有的计算方法、研究误差的累和积传递以及编制计算软件。火箭飞行特 与设计参数的依从关系是建立在火箭运动简化理论基础上的，所形成的飞行 能计算方法称为飞行 能估算理论，估算理论是一种定量分析方法，包括大气飞行 能估算和真空飞行 能估算。火箭轨道优化主要解决火箭推力佳变化规律的问题。火箭轨道优化理论起源于对探空火箭很大上升高度问题的研究。优化方法有间接优化法和直接优化法。间接优化法有古典变分法和极大值原理。古典变分法是以寻找满足必要的优特征解 (即满足欧拉-拉格朗日方程)为基础的，将古典变分法应用于轨道优化有一定的局限 。60年代初期，极大值原理的建立对解决优化问题提供了一种新的数学工具，用它解决轨道优化问题比古典变分法更为有效。直接优化法是应用迭代过程寻求其序列解，而其中每个解都是趋近于优准则，常用的有梯度法、参数优选法。一般说，间接优化法适合求近似优解;直接优化法适合求准确优解。但后者的计算量较大，有时可采用二者结合的办法。火箭轨道摄动理论是研究火箭运动的一种传统方法，它研究火箭受到扰动因素作用时质心运动的变化。扰动因素有飞行环境的变化和火箭特 参数的变化。常用的分析方法有一阶摄动法、摄动求差法等。火箭轨道摄动理论也是火箭摄动制导的基础。摄动理论包括对具体飞行对象的研究（如轨道散布、地球物理因素对火箭运动影响的分析等）和摄动理论分析方法的研究（如高阶摄动法、摄动仿真等）。

研究火箭绕质心运动的特 。描述火箭的运动只研究质心运动是不够的，还必须把火箭作为质点系来研究。不仅要考虑作用在火箭上的力，还要考虑作用在火箭上的力矩。研究火箭绕质心运动方法有直接积分法和固化系数法。固化系数法是将扰动运动的微分方程组加以线 化，得到运动参数增量的变系数微分方程组，然后再将变系数对时间“固化”，变成常系数线 微分方程组，用以研究火箭绕质心运动的特 。研究火箭绕质心运动时，还须考虑火箭箭体的弹 和液体火箭的推进剂晃动问题。火箭箭体的弹 变形主要不是影响火箭的空气动力特 ，而是火箭控制系统敏感元件受弹 变形的影响产生控制力和控制力矩的变化。同时弹 变形又直接影响发动机相对于质心的位置，使推力产生附加的力矩，从而影响绕质心的运动。液体推进剂火箭的显著特点是火箭很大一部分质量为液体，液体推进剂通过管道流动和在贮箱内运动使箭体受到附加力的作用。这些力中最重要的是哥氏力（流动的液体由于箭体的转动而产生的一种惯 力）和晃动惯 力。在数学上考虑贮箱内液体晃动的运动是一个复杂的问题。在工程计算上可以用振动子模型代表液体在贮箱内的晃动作用。

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