雍恩米, 汪清, 钱炜祺, 何开锋

(中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力学研究所, 四川 绵阳 621000)

一种极坐标系升力式再入六自由度仿真模型

雍恩米, 汪清, 钱炜祺, 何开锋

(中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力学研究所, 四川 绵阳 621000)

建立了升力式再入飞行器在极坐标系下的六自由度模型。首先,定义了建模所需坐标系及转换关系;然后,建立了极坐标系下的升力式再入质心运动方程以及面对称飞行器在体坐标系下的转动方程,并利用坐标转换关系建立欧拉角转换辅助方程;最后,对欧拉角关系、开环六自由度进行了仿真验证。仿真结果表明,该模型可为同时关注位置变量和速度变量的升力式再入飞行器的飞行力学问题研究,如六自由度的轨迹优化、制导控制一体化设计等提供模型参考。

升力式再入; 六自由度; 飞行仿真; 建模; 极坐标

0 引言

自航天飞机成功研制以来,各种升力式再入飞行器成为各国的研究热点,如美国验证飞行器系列中的X-33,X-37以及高升阻比滑翔飞行器HTV-2,均为从轨道或亚轨道高度升力式再入飞行器。

从飞行力学的角度看,关于升力式再入飞行器的研究活跃在两个方向,一是以质点运动模型为基础的再入轨迹优化与制导技术研究,二是以包括转动运动的动力学模型为基础的飞行控制方法研究。前者一般建立极坐标系下的三自由度模型[1-2],因为在极坐标系下建立质心运动模型的优势是描述……