亞軌道飛行器返回軌道設(shè)計(jì).pdf

1、亞軌道飛行器是一種在亞軌道空間飛行，可重復(fù)使用的多用途跨大氣層飛行器。它不僅可以重復(fù)使用，還可以快速、方便地向空間運(yùn)送有效載荷，完成各種空間任務(wù)。相對(duì)于軌道器，其體積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，發(fā)射更為方便快捷。亞軌道飛行器同時(shí)具有很高的軍事和民用價(jià)值，受到世界各航天大國(guó)的高度重視。 對(duì)于不同構(gòu)型的返回飛行器，返回軌道各階段的劃分參數(shù)指標(biāo)存在差異。通過(guò)與軌道器的對(duì)比分析，將亞軌道返回過(guò)程分為：返回段，末端能量管理段(TAEM)和

2、自動(dòng)著陸段。飛行器大部分能量在返回段耗散，這一階段的工作環(huán)境非常惡劣和復(fù)雜，本文主要對(duì)返回段進(jìn)行分析設(shè)計(jì)： 1)通過(guò)了解亞軌道飛行器目前的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)其總體方案參數(shù)，比如質(zhì)量、氣動(dòng)特性進(jìn)行分析，確定亞軌道飛行器的返回方式及其返回段。 2)對(duì)亞軌道飛行器的飛行環(huán)境進(jìn)行分析，確定其飛行約束。在返回過(guò)程中，飛行器必須滿足的約束條件至少有熱流邊界限制、過(guò)載約束及動(dòng)壓約束。通過(guò)對(duì)約束的分析，建立安區(qū)返回走廊。 3)通過(guò)對(duì)載

3、人飛船和航天飛機(jī)再入段軌道設(shè)計(jì)方法的分析，得到一種亞軌道飛行器的返回軌道的設(shè)計(jì)方法：將亞軌道飛行器的返回段設(shè)計(jì)分為兩段，常數(shù)傾斜角飛行段和解析表達(dá)式飛行段。在常數(shù)傾斜角飛行段，采用一大的常數(shù)傾斜角控制。在解析表達(dá)式飛行段，根據(jù)安全走廊邊界，確定一條高度速度飛行剖面，通過(guò)運(yùn)動(dòng)方程，解算出控制傾斜角。通過(guò)末端能量管理入口約束，調(diào)整傾斜角和飛行剖面，可以得到基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)軌道。 4)為了驗(yàn)證基準(zhǔn)軌道設(shè)計(jì)的合理性，需要對(duì)其進(jìn)行仿真。本文在M