[發明專利]一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法

有效

• 申請號: 202011331216.8
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112698569B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張旭輝;李永遠;黃育秋;孫光;宋盛菊;程奇峰;劉焱飛;鄭雄;劉丙利;郝宇星;郭晶;姚星合;康磊晶;趙大海
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

1.一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過優化確定再入飛行器的最優攻角剖面，使得飛行器飛行總航程最大；

S2、傾側角正弦值采用二次函數形式，函數的終端值根據期望的再入段終端條件，按照準平衡滑翔條件確定飛行器的傾側角剖面；

S3、利用飛行器的最優攻角剖面和傾側角剖面，以期望的再入段終端條件為起點，進行彈道反向積分，以設定的高度為結束條件，反向積分結束時的飛行器狀態即為再入點狀態，并記再入飛行段的時間為t₁；

S4、以飛行器當前狀態為初始狀態，以飛行器期望再入點為目標點，采用閉路制導方法規劃飛行器在大氣層外的飛行軌跡，并記大氣層外飛行段的時間為t₂；

S5、調整飛行器的傾側角剖面中的初始滑翔傾側角σ₀和規劃傾側角剖面參數σ_mid，使兩段飛行時間之和達到時間期望值t_d，即t₁+t₂＝t_d。

2.根據權利要求1所述的一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，S1的優化過程中，飛行器滿足熱流約束、動壓約束、過載約束、終端高度約束、終端速度約束。

3.根據權利要求1所述的一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，S2中，傾側角的值在0～90°之間。

4.根據權利要求1所述的一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，S4中，選擇飛行器所需速度增量大小、所需速度增量矢量與慣性空間坐標軸的兩個夾角作為迭代變量，采用牛頓迭代的方法進行求解，使得飛行器到達再入高度時的速度、航跡角、剩余航程為期望值。

5.根據權利要求4所述的一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，S5中，判斷S4中獲得的速度增量大小是否滿足飛行器的能力約束，若不滿足，調整飛行器的傾側角剖面中的σ₀和σ_mid，則返回S3。

6.根據權利要求4所述的一種再入跨域飛行器軌跡一體化設計方法，其特征在于，S5中，判斷方程t₁+t₂＝t_d是否成立，若不成立，調整飛行器的傾側角剖面中的σ₀和σ_mid，則返回S3。