可重復(fù)使用運載器預(yù)測校正再入制導(dǎo)研究.pdf

1、自從1981年哥倫比亞號航天飛機首次成功飛行以來,天地往返運輸系統(tǒng)越來越多的受到各個航天大國的關(guān)注,可重復(fù)使用運載器屬于第二代天地往返運輸系統(tǒng),相對于航天飛機來說,具有“重復(fù)、經(jīng)濟、安全”等優(yōu)點?？芍貜?fù)使用運載器的整個飛行過程可以分為:起飛上升段、入軌段、軌道飛行段、離軌段、再入返回段。其中再入段的飛行環(huán)境最為復(fù)雜,因此再入段的精確制導(dǎo)對于可重復(fù)使用運載器的整個飛行過程研究有著關(guān)鍵的作用。本文主要對可重復(fù)使用運載器的再入段制導(dǎo)進行了深入

2、研究。制導(dǎo)律的設(shè)計采用預(yù)測校正制導(dǎo)的方法。主要包括以下幾個方面:
　　首先,根據(jù)運載器在飛行過程中的受力情況,建立可重復(fù)使用運載器再入段的數(shù)學(xué)模型,分析可重復(fù)使用運載器的質(zhì)心運動。通過對再入過程的研究,得到各個階段受到的約束條件,并對這些約束條件進行綜合,計算出再入走廊,也就是滿足所有約束條件的可飛行區(qū)域。
　　接著,根據(jù)運載器再入的特點把再入段制導(dǎo)律的設(shè)計分為兩部分,初始下降段和擬平衡滑翔段。由于再入點的高度和速度都非常大

3、,空氣稀薄,氣動力很小,因此運載器不能滿足約束條件,再入點沒有在再入走廊內(nèi),就定義初始下降段是從再入點開始到飛行至進入再入走廊內(nèi)部的某一點結(jié)束。由于初始下降段自身的特點,這一段的制導(dǎo)律設(shè)計也有特殊的要求。
　　最后,是進行擬平衡滑翔段的制導(dǎo)律設(shè)計。可以采取兩種方法去研究,一種是縱程和橫程同時計算的預(yù)測控制方法,另一種是縱程和橫程分開的預(yù)測制導(dǎo)方法。通過比較我們得出用第二種方法可以得出更好的結(jié)果。分開計算時可以把制導(dǎo)律的設(shè)計過程分為