二级入轨空天飞机上升轨迹优化

以最小燃料消耗量为性能指标,考虑了多种约束条件(过载、动压、加热率等),采用了组合优化方法对空天飞机上升轨迹进行优化。该组合优化算法包括静态参数与动态参数优化方法。其中,静态参数优化算法采用了全范围搜索方法,动态参数优化算法包括动态规划法与共轭梯度法。通过数值仿真计算,得到飞行分离状态数据及相应的最优上升轨迹。数值仿真表明,该组合算法对航天器轨迹优化具有良好的适用性及实际工程价值。

自由飞行中的最优飞行轨迹

针对空中交通管制中的自由飞行方式,给出了一套轨迹优化算法,即动态规划法+共轭梯度算法、考虑风场的飞行器运动学方程等,算法根据即时的飞行任务(即应该通过的空域点)、天气情况(如风场)、威胁区信息(即不允许路过的区域)等,可以实时在线地规划出全局4-维最优飞行轨迹。轨迹优化的.性能指标是发动机燃料消耗量最小、或飞行时间最短、或路径(飞行路程)最短,或综合考虑各种性能指标等。该算法与软件包是基于Boeing-747飞机的数据作的设计与仿真测试。针对一些典型情况,给出了若干飞行轨迹优化的算例。该算法与软件包可用于有人驾驶的或无人自主控制的航空飞行器,如大型飞机等。