軌道轉(zhuǎn)移飛行器軌跡優(yōu)化及制導(dǎo)研究.pdf

1、隨著我國(guó)空間運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷發(fā)展,對(duì)于空間運(yùn)載器的運(yùn)輸能力要求不斷提高,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于空間運(yùn)載器需求不斷朝向低成本、高可靠性、快速機(jī)動(dòng)的趨勢(shì)發(fā)展,軌道轉(zhuǎn)移飛行器就是順應(yīng)這一需求發(fā)展而來(lái)的。軌道轉(zhuǎn)移飛行器的出現(xiàn),大大增強(qiáng)了空間運(yùn)輸系統(tǒng)的服務(wù)能力。
　　當(dāng)前對(duì)于軌道轉(zhuǎn)移飛行器的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)、軌控技術(shù)以及熱保護(hù)等相關(guān)方面。本文主要研究了軌道轉(zhuǎn)移飛行器的運(yùn)動(dòng)建模、飛行軌跡優(yōu)化以及制導(dǎo)等熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　針對(duì)飛

2、行器所處的階段的不同,分別建立了二體運(yùn)動(dòng)模型以及大氣運(yùn)動(dòng)模型,通過(guò)這種建模方式可以很好地描述飛行器在不同階段的運(yùn)動(dòng),并保證模型的可靠性。軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)技術(shù)是研究軌道轉(zhuǎn)移飛行器的關(guān)鍵技術(shù),本文針對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外所研究的氣動(dòng)力軌道轉(zhuǎn)移技術(shù)以及氣動(dòng)引力軌道轉(zhuǎn)移技術(shù)進(jìn)行了深刻的探討,考慮擬譜法求解軌跡最優(yōu)化問(wèn)題的擬合解精度高,收斂快速的優(yōu)勢(shì),利用擬譜法求解了最優(yōu)的氣動(dòng)輔助轉(zhuǎn)移軌跡以及最優(yōu)氣動(dòng)引力機(jī)動(dòng)軌跡。通過(guò)與霍曼變軌所需的速度脈沖比較,得出了氣

3、動(dòng)變軌在節(jié)省燃料方面的優(yōu)勢(shì);并考察了不同的軌道傾角以及對(duì)流熱速率約束值對(duì)于最優(yōu)軌跡的影響。在研究氣動(dòng)引力輔助機(jī)動(dòng)的最優(yōu)軌跡時(shí),本文考察了不同日心速度性能指標(biāo)的最優(yōu)飛行軌跡,考慮到氣動(dòng)熱的影響,對(duì)飛行器的對(duì)流熱速率進(jìn)行了約束,仿真結(jié)果顯示,相比無(wú)約束的情況,所提供的速度轉(zhuǎn)角和日心速度增值都有所減小,因此,對(duì)飛行器進(jìn)行軌跡優(yōu)化時(shí),不但要考慮使指標(biāo)函數(shù)最優(yōu),還要保證飛行過(guò)程中的對(duì)流熱速率在飛行器可承受范圍內(nèi),避免給飛行器帶來(lái)熱損害。文章最后利