亞軌道飛行器返回軌道設計.pdf

1、亞軌道飛行器是一種在亞軌道空間飛行，可重復使用的多用途跨大氣層飛行器。它不僅可以重復使用，還可以快速、方便地向空間運送有效載荷，完成各種空間任務。相對于軌道器，其體積小，系統(tǒng)結構簡單，價格低廉，發(fā)射更為方便快捷。亞軌道飛行器同時具有很高的軍事和民用價值，受到世界各航天大國的高度重視。 對于不同構型的返回飛行器，返回軌道各階段的劃分參數指標存在差異。通過與軌道器的對比分析，將亞軌道返回過程分為：返回段，末端能量管理段(TAEM)和

2、自動著陸段。飛行器大部分能量在返回段耗散，這一階段的工作環(huán)境非常惡劣和復雜，本文主要對返回段進行分析設計： 1)通過了解亞軌道飛行器目前的發(fā)展狀況，對其總體方案參數，比如質量、氣動特性進行分析，確定亞軌道飛行器的返回方式及其返回段。 2)對亞軌道飛行器的飛行環(huán)境進行分析，確定其飛行約束。在返回過程中，飛行器必須滿足的約束條件至少有熱流邊界限制、過載約束及動壓約束。通過對約束的分析，建立安區(qū)返回走廊。 3)通過對載

3、人飛船和航天飛機再入段軌道設計方法的分析，得到一種亞軌道飛行器的返回軌道的設計方法：將亞軌道飛行器的返回段設計分為兩段，常數傾斜角飛行段和解析表達式飛行段。在常數傾斜角飛行段，采用一大的常數傾斜角控制。在解析表達式飛行段，根據安全走廊邊界，確定一條高度速度飛行剖面，通過運動方程，解算出控制傾斜角。通過末端能量管理入口約束，調整傾斜角和飛行剖面，可以得到基準的設計軌道。 4)為了驗證基準軌道設計的合理性，需要對其進行仿真。本文在M