可重复使用运载器再入数学建模

doi:10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.004

中国空间科学技术 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (3): 23-31.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.004

可重复使用运载器再入数学建模

余光学¹，李昭莹¹，林平^1,2

（1北京航空航天大学宇航学院，北京100191）（2北京航天自动控制研究所，北京100854）

收稿日期:2013-08-22 修回日期:2013-10-22 出版日期:2014-06-25 发布日期:2014-06-25
作者简介:余光学 1986年生，2009年毕业于南京航空航天大学探测制导与控制技术专业，现为北京航空航天大学导航制导与控制专业博士研究生。研究方向为飞行器制导、控制与动力学。
基金资助:
国家自然科学基金（61174221）资助项目

RLVReentryMathematicalModeling

YUGuangxue¹，LIZhaoying¹，LINPing^1,2

（1SchoolofAstronautics,BeihangUniversity，Beijing100191）（2BeijingAerospaceAutomaticControlInstitute，Beijing100854）

Received:2013-08-22 Revised:2013-10-22 Published:2014-06-25 Online:2014-06-25

摘要/Abstract

摘要： 针对可重复使用运载器(RLV)方案论证和初步设计阶段对模型的需求，提出了一种RLV再入概念设计，进行了数学建模研究。RLV采用翼身组合体的气动布局，包括左右升降副翼、方向舵和机体襟翼。对其无动力再入返回姿态控制，建立了反作用控制系统/气动舵复合控制数学模型。再入过程要经历自由分子流区、稀薄大气过渡流区和连续流区，基于气动力的工程计算方法建立了这三个流区的RLV气动模型。控制特性分析与六自由度再入仿真表明，所设计的RLV控制模型具有与航天飞机轨道器一致的再入飞行特性，证明了数学建模的有效性，能够进一步用于RLV姿态控制的研究。

关键词: 可重复使用运载器, 再入, 姿态控制, 建模, 反作用控制系统

Abstract: Areusablelaunchvehicle(RLV)reentryconceptualdesignandcontrolmodelingresearchwerepresentedforschemeanalysisinthepreliminarydesignstage.TheRLVaerodynamicconfigurationwasawingbodycombinationwithtwoelevonsatthewingtrailingedge,arudderontheverticaltailandaflapattheendofthebody.TheRCS/Aerosurfacescompoundcontrolmathematicalmodelwasdevelopedforattitudecontrol.Inordertorapidlyaccomplishthepreliminaryaerodynamicdatabases,theengineeringpredictionmethodwasappliedtocalculatetheaerodynamicforcesandmoments.Theaerodynamicregionsimplementedwasrarefiedflow,transitionalflow,andhypersoniccontinuumflow.Thecontrolanalysissupportedtheevolutionofthedesigntoprovideanoptimaldesign.AsixdegreesoffreedomreentrysimulationshowsthattheRLVaerodynamicandcontrolmodelhasthesameflightperformancesasthespaceshuttleorbiter.

Key words: Reusablelaunchvehicle, Reentry, Attitudecontrol, Modeling, Reactioncontrolsystem

余光学, 李昭莹, 林平. 可重复使用运载器再入数学建模[J]. 中国空间科学技术, 2014, 34(3): 23-31.

Yu Guang-Xue, LI Zhao-Ying, LIN Ping. RLVReentryMathematicalModeling[J]. Chinese Space Science and Technology, 2014, 34(3): 23-31.

导出引用管理器 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

链接本文: https://journal26.magtechjournal.com/kjkxjs/CN/10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.004

https://journal26.magtechjournal.com/kjkxjs/CN/Y2014/V34/I3/23

[1]	张洪华, 关轶峰, 李骥, 于洁, 陈尧, 王志文, 张晓文, 张录晨, 李林峰, 孙国健, 王振华, 郭敏文, 李晓锋, 高锡珍. 嫦娥六号环月飞行双环容错姿态控制[J]. 中国空间科学技术, 2024, 44(5): 15-22.
[2]	雷拥军, 陆栋宁, 袁利, 陈超. 一种适应卫星姿态侧摆机动的混合轮系控制方法[J]. 中国空间科学技术, 2024, 44(3): 111-119.
[3]	陈伟跃, 王国军, 王阳, 陈蒙, 张治国. 等再入航程返回轨道模糊混合优化设计[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(3): 43-54.
[4]	杨凯飞, 韩笑冬, 吕原草, 徐楠, 宫江雷, 李翔. 基于时序建模的卫星故障检测方法[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(2): 93-102.
[5]	段富成, 张慧博, 侯玮杰, 秦晓刚, 吴霞, 杨生胜. 二体绳系卫星系统冲击效应动力学与试验研究[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(1): 53-62.
[6]	董艾雷, 吕亮亮, 蔡国平, 吴勇军. Stewart平台卫星动力学建模与姿态指向一体化控制[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(6): 79-88.
[7]	龚轲杰, 王勇, 段玉瑞, 梅亚飞, 廖瑛. 多空间机器人协同工作空间的数值求解方法[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(3): 49-57.
[8]	喻明浩, 邱泽洋. 飞行器大气再入过程中黑障缓解方法综述[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(2): 1-12.
[9]	范小东, 郑夕健, 田大可, 高旭, 刘兆晶, 张珂, 马小鸥. 模块化可展开天线支撑机构运动学建模与分析[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(5): 37-49.
[10]	胡建峰, 杨军刚, 肖勇, 万小平, 冯涛, 王勇, 郑冰. 超大口径环形天线包带展开过程动力学仿真[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(5): 50-56.
[11]	许迎春, 赵淑敏, 崇玉海, 陈乃松, 周倩, 周涛. 卫星多源信息贝叶斯融合方法研究[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(4): 49-58.
[12]	杨鸿杰, 刘磊, 李新国. 超静空间科学卫星分离式主动隔振技术[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(4): 102-110.
[13]	颜能文, 郭宁, 吴辰宸, 谷增杰, 杨兆伦. 基于放电室均布模型的射频离子推力器研究[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(3): 1-8.
[14]	鄢南兴, 林喆, 刘雅宁, 于飞, 王淳, 康建兵. 卫星光轴复合指向控制方法研究[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(3): 114-122.
[15]	雷拥军, 袁利, 刘其睿, 刘洁. 2-SGCMGs与磁力矩器的对地姿态混合控制方法[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(1): 75-83.

可重复使用运载器再入数学建模

RLVReentryMathematicalModeling

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价