共-異平面HEO-LEO氣動力輔助變軌技術(shù)研究.pdf

1、天地往返飛行器是一種氣動輔助軌道轉(zhuǎn)移飛行器。在執(zhí)行空間軌道轉(zhuǎn)移任務(wù)時，利用氣動力輔助通過選擇最佳的變軌策略可節(jié)省大量燃料，有利于增加飛行器的空間機(jī)動能力，滿足長時間在軌執(zhí)行多任務(wù)的作戰(zhàn)要求。本文針對氣動滑行變軌方式，設(shè)計(jì)了共平面和異平面的任務(wù)剖面。通過軌跡優(yōu)化的手段，分析氣動特性參數(shù)對于變軌性能以及軌跡參數(shù)等的影響，為飛行器的氣動外形設(shè)計(jì)提出合理建議。
　　本文基于直接配點(diǎn)法，設(shè)計(jì)了自動網(wǎng)格細(xì)化算法，結(jié)合序列二次規(guī)劃法求解最優(yōu)軌跡

2、問題。針對共平面和異平面分別建立飛行器的氣動輔助段動力學(xué)模型。設(shè)計(jì)多組總體參數(shù)，分析氣動參數(shù)對軌跡優(yōu)化性能的影響。通過仿真結(jié)果表明在給定的駐點(diǎn)熱流峰值和法向過載的約束條件下，選取的飛行器各項(xiàng)總體參數(shù)在較大的范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)典型工況的氣動滑行變軌任務(wù)，所需的速度增量（燃料消耗）對各項(xiàng)參數(shù)的變化并不敏感。結(jié)合實(shí)際需求，提出氣動外形設(shè)計(jì)的建議：對于共面變軌最有效的方法是減小飛行器的質(zhì)面比，并提高最大升力系數(shù)；對于異面變軌最有效的方法是減小飛行器