飛行器再入走廊設計與分析

摘要

航天飛行器從大氣層外返回地球時，初始再入時本身就具有很高的速度，且再入過程中其巨大的勢能還要轉化為動能。這種情況下若不對飛行器的飛行狀態(tài)進行控制，使其飛行狀態(tài)約束在熱防護結構、飛行器的過載和動壓所允許的條件下，則飛行器很可能難以安全返回。飛行器再入過程中要滿足的熱流、動壓、過載和擬平衡滑翔條件約束共同限制了再入軌跡的可行范圍，將再入軌跡限制在一個特定的區(qū)域內(nèi)，即形成所謂的再入走廊。再入走廊能夠非常直觀地勾畫出滿足飛行約束條件的上下邊界，可以清楚的看出由飛行約束數(shù)學模型轉化得到的飛行走廊邊界圖形，它對開展再入軌跡優(yōu)化與制導律設計具有非常重要的意義。

本文介紹了再入飛行器再入大氣環(huán)境，建立運動方程和坐標系。建立了再入飛行器的運動學模型。分析了再入過程中可能遇到的問題。完成再入走廊的設計并分析了其影響因素。

關鍵字:飛行器, 再入軌跡, 約束, 再入走廊

ABSTRACT

...

KEY WORDS: vehicle, reentry trajectory, constraints, the corridor

目錄

摘要III

ABSTRACTIV

第1章 緒論1

1.1研究背景與意義1

1.2 再入式飛行器的發(fā)展概況2

1.3本文主要研究內(nèi)容3

第2章 飛行器再入環(huán)境及坐標系4

2.1引言4

2.2大氣飛行環(huán)境4

2.3飛行器再入運動學方程7

2.3.1 坐標系統(tǒng)及坐標變換7

2.3.2 再入大氣環(huán)境及運動方程10

2.4 本章小結18

第3章 飛行器再入約束及仿真19

3.1引言19

3.2 再入約束條件19

3.2.1 過載約束19

3.2.2 熱流約束19

3.2.3 動壓約束20

3.2.4 滑翔段約束20

3.3控制變量的設置21

3.3.1 攻角剖面的設置21

3.3.2 氣動模型22

3.4 再入走廊的形成和分析23

3.5 本章小結29

第4章 全文總結31

參考文獻31

致  謝34

畢業(yè)設計小結35