基于阻力加速度倒数走廊的待飞航程解析预测方法

针对再入段待飞航程估计问题,提出了一种简单解析积分的方法。本文将飞行过程约束和平衡滑翔约束转化为阻力加速度倒数走廊约束,利用三次样条函数描述阻力加速度倒数走廊,然后根据简化航程计算公式,推导出解析积分公式,从而得到待飞航程的解析解,进而设计阻力加速度剖面。仿真结果表明,本文提出的待飞航程计算方法效率高,可以实现与龙格库塔积分相同的精度;利用本文提出的方法,可以实现阻力加速度剖面的解析设计。

通用高速飞行器预测校正再入制导方法研究

给出一种适合通用高速飞行器(CAV)的预测校正再入制导方法。首先基于再入高速飞行器三自由度运动模型,研究了再入过程中CAV受到的过程约束。基于准平衡滑翔条件给出了在指定倾侧角下的参考航程的计算方法,并指出当飞行器的初始航程超过参考航程时,可以使用本文给出的方法有效抑制飞行器轨迹在高度上的振荡。为了提高制导精度,不仅给出了精确计算当前倾侧角的方法,也给出了粗略调整终端倾侧角方法。最后仿真验证了制导方法的有效性。

航天飞机末端区域能量管理段航程设计研究

末端区域能量管理段的主要目的是控制航天飞机的动能和势能,并最终达到进场着陆段的初始要求,以保证最终成功着陆。制导系统通过能量、速度和侧向轨迹的控制,使航天飞机达到标准的能量状态。而航程设计是制导系统的基础,制导系统中控制指令的产生都依赖于航程预测,因此,设计预测航程对航天飞机顺利完成末区能量管理段的飞行至关重要。所采用的制导方法是将末端区域能量管理段划分为四个飞行段,即S形转弯段、捕获段、航向校准段及进场前飞行段。分别对四段进行了预测航程设计,并给出了仿真实例。仿真结果表明所设计的航程能够使航天飞机很好地完成末区能量管理段的飞行,具有较高的工程实现价值。

一种基于在线能量推演的自适应末端能量管理方法

新一代RLV要求末端能量管理(TAEM)可适应较大的窗口能量偏差,且BTT模式使飞行器的纵向和横侧向耦合严重,高度-速度难以协调控制。针对此问题,文章提出了一种基于在线能量推演的强自适应TAEM方法。该方法的"直接进入柱面可变"能量管理模式利用能量推演计算手段在线生成期望的能量-航程剖面,基于该剖面在线规划飞行轨迹和航向校正圆,使TAEM轨迹自适应窗口能量的不确定性,且易于实现高度速度协调控制。随后将弹道跟踪问题转化为模型预测静态规划(MPSP)问题,基于优化理论设计了在线迭代自适应制导律,解决了该模式在扰动条件下的轨迹自适应跟踪问题。3DOF仿真表明:该方法具有很好的快速在线能力和末端精度,在TAEM窗口能量扰动±25%的范围内均能保证飞行器安全进入自动着陆窗口,末端速度偏差小于10 m/s,高度偏差小于350 m,横向偏差小于150 m。