一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方 法。
【背景技术】
[0002] 升力式高超声速再入飞行器是航空航天领域中出现的一种新型飞行器。该类飞行 器完成轨道任务后以轨道速度再入返回，其中，飞行器在滑翔再入过程中需满足严格的热 流、过载、动压等过程约束，以及终端速度、终端高度、航程等约束条件限制。因此，如何设计 满足各项约束的标称轨迹对再入返回制导控制系统的设计至关重要。。
[0003] 对于升力式再入返回轨迹的设计问题，目前在工程上已经得到验证的是一种航天 飞机轨迹设计方法。在该方法中，在再入走廊内采用多段解析多项式拼接的方式来描述轨 迹，并在飞行过程根据偏差对轨迹参数进行局部调整以满足航程要求。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方法，从而可以有效 地解决升力式飞行器再入轨迹的设计问题，可以用于辅助制导系统设计，具有工程可实现 性。
[0005] 本发明的技术方案具体是这样实现的：
[0006] 一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方法，该方法包括：
[0007] 根据约束条件和飞行器总体参数、特性，计算得到飞行器的再入走廊；
[0008] 根据所述再入走廊和平衡滑翔条件，在再入走廊内通过数值积分迭代计算得到满 足航程要求的倾侧角，并根据所述倾侧角计算得到相应的再入轨迹；
[0009] 将得到的再入轨迹的高度-速度剖面映射到阻力加速度-速度剖面，并通过拟合 或插值处理得到标称轨迹指令。
[0010] 较佳的，所述平衡滑翔条件为满足如下方程：
【主权项】
1. 一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方法，其特征在于，该方法包括： 根据约束条件和飞行器总体参数、特性，计算得到飞行器的再入走廊； 根据所述再入走廊和平衡滑翔条件，在再入走廊内通过数值积分迭代计算得到满足航 程要求的倾侧角，并根据所述倾侧角计算得到相应的再入轨迹； 将得到的再入轨迹的高度-速度剖面映射到阻力加速度-速度剖面，并通过拟合或插 值处理得到标称轨迹指令。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平衡滑翔条件为满足如下方程： V /
其中，V表示飞行器速度，r表示飞行器距地心距离，0表示弹道倾角，〇表示倾侧角，L=f(V，H，a(V))表示升力加速度。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 设再入走廊的上下边界分别表示为Hup (V)和扎。w (V)，则通过所述平衡滑翔条件，得到 倾侧角对应的大小边界：
其中，〇min(v)为平衡滑翔下边界的倾侧角；〇_(v)为平衡滑翔上边界的倾侧角； 为平衡滑翔的倾侧角。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述速度与航程的关系表示为：
其中，R为航程，V为飞行器速度，g(l为海平面重力加速度，(^为升力系数，CD为阻力系 数。
【专利摘要】本发明公开了一种升力式飞行器的再入轨迹的计算方法。该方法包括：根据约束条件和飞行器总体参数、特性，计算得到飞行器的再入走廊；根据所述再入走廊和平衡滑翔条件，在再入走廊内通过数值积分迭代计算得到满足航程要求的倾侧角，并根据所述倾侧角计算得到相应的再入轨迹；将得到的再入轨迹的高度-速度剖面映射到阻力加速度-速度剖面，并通过拟合或插值处理得到标称轨迹指令。通过使用本发明所提供的升力式飞行器的再入轨迹的计算方法，可以有效地解决升力式飞行器再入轨迹的设计问题，可以用于辅助制导系统设计，具有工程可实现性。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104809271
【申请号】CN201510127602
【发明人】郭涛, 杨业, 吴浩, 梁波, 梁禄扬, 周峰, 刘茜筠
【申请人】北京航天自动控制研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月23日