飞行器再入走廊设计与分析

摘要

航天飞行器从大气层外返回地球时，初始再入时本身就具有很高的速度，且再入过程中其巨大的势能还要转化为动能。这种情况下若不对飞行器的飞行状态进行控制，使其飞行状态约束在热防护结构、飞行器的过载和动压所允许的条件下，则飞行器很可能难以安全返回。飞行器再入过程中要满足的热流、动压、过载和拟平衡滑翔条件约束共同限制了再入轨迹的可行范围，将再入轨迹限制在一个特定的区域内，即形成所谓的再入走廊。再入走廊能够非常直观地勾画出满足飞行约束条件的上下边界，可以清楚的看出由飞行约束数学模型转化得到的飞行走廊边界图形，它对开展再入轨迹优化与制导律设计具有非常重要的意义。

本文介绍了再入飞行器再入大气环境，建立运动方程和坐标系。建立了再入飞行器的运动学模型。分析了再入过程中可能遇到的问题。完成再入走廊的设计并分析了其影响因素。

关键字:飞行器, 再入轨迹, 约束, 再入走廊

ABSTRACT

...

KEY WORDS: vehicle, reentry trajectory, constraints, the corridor

目录

摘要 III

ABSTRACT IV

第1章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2 再入式飞行器的发展概况 2

1.3本文主要研究内容 3

第2章 飞行器再入环境及坐标系 4

2.1引言 4

2.2大气飞行环境 4

2.3飞行器再入运动学方程 7

2.3.1 坐标系统及坐标变换 7

2.3.2 再入大气环境及运动方程 10

2.4 本章小结 18

第3章 飞行器再入约束及仿真 19

3.1引言 19

3.2 再入约束条件 19

3.2.1 过载约束 19

3.2.2 热流约束 19

3.2.3 动压约束 20

3.2.4 滑翔段约束 20

3.3控制变量的设置 21

3.3.1 攻角剖面的设置 21

3.3.2 气动模型 22

3.4 再入走廊的形成和分析 23

3.5 本章小结 29

第4章 全文总结 31

参考文献 31

致  谢 34

毕业设计小结 35