卓佳, 廖馨, 周华, 郝颖

(中国运载火箭技术研究院 研究发展中心, 北京 100076)



升力式再入弹道拉起段近似解研究

卓佳, 廖馨, 周华, 郝颖

(中国运载火箭技术研究院 研究发展中心, 北京 100076)

摘要:针对现有方法在求解升力式再入弹道拉起段时的不足,考虑再入平面动力学模型中的引力项、离心力项的影响,推导了拉起段的速度、高度、航程变化量的近似解。通过与数值仿真校验和现有方法的对比,验证了近似解在估计精度上的改善效果。研究结果可用于升力式再入飞行器的设计评估与制导算法的设计。

关键词:升力式再入; 拉起段弹道; 近似解

0引言

以航天飞机为代表的可重复使用航天器与以通用航空飞行器(CAV)为代表的未来轨道返回飞行器一般都采用升力式再入飞行模式,飞行器在重返大气后,会采取大迎角拉起飞行的模式减缓飞行器下降的趋势并进行减速,以衔接后续的飞行段。对拉起飞行过程弹道近似解的研究,可在再入轨迹规划与制导设计中得到应用。Eggers等[1]学者基于平衡滑翔假设,对滑翔式飞行器的航程解析算法进行了研究,然而拉起飞行过程并不满足平衡滑翔约束,上述解析方法并不适用。

1958年,Chapman[2]首先提出了可用于飞船、卫星这类非弹道式再入或半弹道式再入的返回再入过程的近似解。文献[3]在仅考虑气动力影响的条件下,获得了不依赖平衡滑翔条件下的拉起弹道近似解。文献[4]获得了定常气动系数下的飞行器再入轨迹二阶解析解,但未考虑对航程的计算。……