針對服役期滿大型航天器在無控情況下再入大氣層解體過程及再入點難以提前預(yù)測,再入解體后生成的碎片可能造成地面?zhèn)Φ葐栴},采用基于空間方位角的碎片有限分組策略與飛行姿態(tài)角隨機(jī)統(tǒng)計模擬技術(shù),提出非規(guī)則碎片幾何分類與質(zhì)量分布模型及地面散布范圍可計算建模方法,結(jié)合氣動特性當(dāng)?shù)鼗焖偎惴ê腿杂啥葟椀婪匠?建立了空氣動力融合彈（軌）道高精度數(shù)值積分碎片運動散布范圍統(tǒng)計計算方法,初步實現(xiàn)了對航天器無控再入解體碎片的全程跟蹤模擬。結(jié)果表明:解體點彈道傾角對碎片散布范圍影響很大,散布區(qū)域整體呈細(xì)長條狀,縱向達(dá)數(shù)千公里,橫向僅為百余公里,質(zhì)量越大的碎片航程越遠(yuǎn)。 

【文章來源】：載人航天. 2020,26(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

各類碎片的數(shù)量與質(zhì)量關(guān)系

根據(jù)第2節(jié)航天器再入多次解體后產(chǎn)生的大量碎片存活墜落地面散布范圍可計算模型方法,對航天器解體后的碎片進(jìn)行氣動融合彈道的全程模擬。本文以數(shù)值預(yù)報某大型航天器再入為例,其解體點位置為北緯42°,東經(jīng)0°,海拔高度100 km;解體點速度為7500 m/s,朝向正東;彈道傾角為0.1°;碎片總質(zhì)量為200 kg。對該航天器無控再入解體碎片散布范圍計算分析,圖2、圖3分別繪出碎片在地面散布的數(shù)量與質(zhì)量分布。可以看出,在該給定初始狀態(tài)下,解體碎片的縱向散布范圍可達(dá)5 000多公里,而且碎片質(zhì)量越大,其數(shù)量也就越少,航程也就越遠(yuǎn)。這是因為在再入環(huán)境主要受重力和空氣動力影響,空氣動力與尺度平方(橫截面積)正相關(guān),而重力與尺度立方(體積)正相關(guān)。在尺度減小時,重力下降得更快,相對而言,空氣動力對碎片運動的影響就逐漸增大。圖4繪出特征尺度為0.1 m的片狀碎片在地面的分布范圍。計算表明,由于考慮到了飛行姿態(tài)的隨機(jī)性,碎片在橫向也會散開,但橫向航程較縱向航程小很多,寬度約為100 km。圖3 解體碎片在地面的質(zhì)量分布(φ=0.1°)

解體碎片在地面的質(zhì)量分布(φ=0.1°)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3062306