針對再入飛行器大范圍橫向機動飛行航跡快速規(guī)劃問題,基于飛行器氣動特性參數(shù)構(gòu)建了飛行可達域,飛行過程中飛行器無需對標稱航跡進行解算,通過在飛行可達域中尋找與既定目標區(qū)域接近點進行航跡快速規(guī)劃,給出飛行控制所需的攻角及傾側(cè)角,并在飛行航跡中的決策點持續(xù)更新控制參數(shù),實現(xiàn)了對飛行航跡的快速修正,并可在目標區(qū)域變更時快速給出新的飛行航跡規(guī)劃結(jié)果。針對典型目標區(qū)域及目標變更情況進行了仿真,結(jié)果表明基于飛行可達域的航跡規(guī)劃方法可以實現(xiàn)對大范圍目標區(qū)域航跡的快速規(guī)劃,對飛行過程中航跡在線規(guī)劃有很好的適應性。 

【文章來源】：戰(zhàn)術(shù)導彈技術(shù). 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

飛行航跡規(guī)劃示意圖

對于任務變更、禁飛區(qū)規(guī)避等引起的航跡規(guī)劃問題，需要依靠飛行器在線軌跡快速規(guī)劃。在飛行過程中飛行器受到多方面因素影響，對航跡規(guī)劃的快速性提出了較高要求，需要快速給出可用飛行航跡，同時考慮如動壓、熱流、過載等多種約束。針對目標區(qū)域的大范圍調(diào)整將直接影響對于飛行器初始航跡的規(guī)劃，在線規(guī)劃首先需要滿足任務可達性。雖然考慮各方面約束可為飛行器提供良好的飛行環(huán)境，但由于對高速飛行環(huán)境尚未完全掌握，對于約束設(shè)置的合理性和準確性還需要通過真實飛行環(huán)境進行驗證和修正。在規(guī)劃過程中，飛行動壓、過載等參數(shù)可在航跡規(guī)劃過程進行考慮，對氣動熱等需要考慮時間累積效應的參量影響暫不考慮。

飛行可達域可描述為在特定初始飛行狀態(tài)下，飛行器在攻角、傾側(cè)角范圍內(nèi)，在滿足終點速度約束的情況下，可達到的縱向和橫向范圍的集合。圖3采用CAV-H[22]作為再入飛行器模型，給出了在45 km高度、0°速度傾角下，4000 m/s和5000 m/s初速狀態(tài)下的飛行可達域。圖中所示圓點表示在4000 m/s初速下，采用定值攻角和傾側(cè)角下的飛行可達點，星點表示在5000 m/s初速下，采用定值攻角和傾側(cè)角下的飛行可達點，每組點所形成的集合代表飛行可達域。需要指出的是，可達域計算過程可采用傳統(tǒng)航跡規(guī)劃方法，包括對于能量的控制和機動能力的調(diào)節(jié)，從而形成對飛行可達域的進一步拓展。隨著大規(guī)模并行計算能力的不斷提升，已經(jīng)具備了射前進行高精度仿真計算的能力。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于反饋線性化的H-V返回軌道跟蹤方法[J]. 閆曉東,唐碩.  宇航學報. 2008(05)

博士論文
[1]天地往返飛行器再入預測-校正制導與姿態(tài)控制方法研究[D]. 王濤.國防科技大學 2017



本文編號：3294557