王亚辉，李新国，王谦

(西北工业大学航天学院，陕西西安710072)

0 引言

由于亚轨道飞行器(SRLV)试验费用极为昂贵，进行专门的故障试验也相当危险，致使用于故障模式及故障响应分析的试验数据极其有限。通过对飞行过程中可能出现的故障进行仿真，分析亚轨道飞行器性能参数的变化，可以确定生产过程中出现的误差和外部干扰因素对飞行器的影响。目前亚轨道飞行器尚处于初步研究阶段［1］，国内外关于亚轨道飞行器故障仿真的文献非常有限。

亚轨道飞行器的再入过程要经历从大气层外到大气层内的跨越式飞行，涉及大气层外和大气层内的控制技术，需要利用RCS和气动舵两种执行机构协同工作来完成亚轨道飞行器的再入姿态控制。为了提高飞行任务的安全性与可靠性，必须考虑飞行器在执行机构故障情况下的飞行能力。

本文通过总结亚轨道飞行器再入过程中执行机构的故障模式及成因，建立故障仿真模型并针对典型故障进行了仿真，分析了故障情况对飞行能力的影响。

1 再入过程执行机构配置

亚轨道飞行器再入过程具有气动舵和RCS两套执行机构。再入初期处于低动压区，气动执行机构控制失效，此阶段RCS独立控制。随着高度下降，动压逐渐增大，气动效率增强，为减少RCS流量，此阶段利用RCS和气动舵进行复合控制。进入高动压区后，气动舵效率足够高，RCS完全退出控制，可利用气动舵独立控制［2］。

1.1 RCS控制模型

RCS利用推力器喷管产生的反作用推力提供飞行器的姿态控制力矩。……