运用速度增益制导实现对目标卫星的拦截

本文对运用速度增益制导实现对目标卫星的拦截方法进行了研究。其特点是在拦截器运动参数初值及目标轨道参数给定的条件下,首先确定考虑地球扁率J_2项影响下的拦截目标的预测命中点,然后采用Lambert方法确定给定碰撞时间下拦截器的需要速度,最后实现对目标的拦截。用该方法可保证向未制导转换时有较高精度的转换条件。

RLV离轨制动耗尽关机制导方法研究

针对使用固体火箭发动机的航天器离轨制动问题,提出了将速度增益制导与随机剩余燃料耗散相结合的混合制导方法。根据再入接口条件,给出了基于标准推力的剩余视速度模量预测与能量管理模型;重点推导了连续推力条件下飞行器能量与动量矩的变化特性,并据此得出了通过控制攻角方向切换来控制能量的随机剩余燃料耗散方法。仿真结果表明,推力偏差为15%、随机剩余燃料质量为120 kg时,再入点参数仍能保持较高精度。研究结论可为在轨航天器的离轨制动耗尽关机制导问题提供参考方案。

基于二体理论的远程拦截中制导修正

针对临近空间高超声速目标拦截弹交接班区域较高时的作战情景,参考轨道拦截理论,以高抛再入型拦截弹道为基准,将拦截弹运动视作二体运动,设计了远程拦截制导算法。首先,将复杂的运动模型进行简化,再根据受力分析将模型转换为二体轨道模型。然后,利用航迹角迭代法求解了Lambert问题,得到变轨需用速度,在轨道模型中提出通过调整速度至变轨需用速度完成拦截任务。最后,分析了拦截弹机动时推力有限带来的过渡段机动问题,提出采用速度增益制导法解决此问题。仿真结果表明,在高空域气动力微弱条件下,将拦截弹运动模型视作二体轨道模型是可行的,速度增益制导算法不仅能有效解决过渡段机动问题,而且针对预测拦截点变化的情况也具有良好的收敛性,能够完成临近空间的中制导拦截任务。

有限推力椭圆轨道近距离拦截方法

针对椭圆轨道近距离飞行器确定时间最小能量拦截问题,研究了有限推力一次机动作用下的点火时刻以及发动机推力方向的确定方法。经典两点边值问题是在初始时刻施加速度脉冲,在固定时间达到要求位置。根据能量最优要求,给出了脉冲推力条件下的最佳点火时刻的确定方法,通常不是初始时刻。并证明了发动机推力方向始终对准速度增益方向时,所需能量最小。仿真结果表明选取最佳点火时刻可减小发动机工作时间,且速度增益制导方法可提高命中精度。

APPLICATION OF VELOCITY GAIN GUIDANCE TO FAR-DISTANCE RENDEZVOUS

Using impulse hypothesis to solve far-distance rendezvous is difficult to be realized in a real project and the guidance accuracy cannot be controlled. A two-maneuver guidance law is designed for the two-impulse rendezvous problem. The velocity gain guidance is applied to the first maneuver and the time-cut-off law is applied to the second one. Theoretical and simulation results show that the plan is credible. Accuracy requirements in fardistance rendezvous and in transform to close-in rendezous can be met.