考虑时间约束的近解析滑翔轨迹快速规划方法

作     者：王培臣 闫循良 南汶江 李新国 WANG Peichen;YAN Xunliang;NAN Wenjiang;LI Xinguo

作者机构：西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072 

基　　金：国家自然科学基金项目(11602296) 陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JM-434) 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      码：2294-2305页

摘      要：针对时间可控再入滑翔问题,提出一种基于阻力加速度-能量剖面的轨迹快速规划方法。该方法将滑翔轨迹规划问题分为纵向轨迹规划与侧向规划。在纵向轨迹规划部分,设计基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度剖面,并给出终端当地弹道倾角约束的施加方法;重点推导考虑地球自转影响的时间、航程解析预测表达式,提升预测算法的快速性和精度,进而通过校正双剖面参数完成剖面设计,同时满足终端能量、航程、时间及当地弹道倾角约束。侧向规划则采用动态/静态航向角误差走廊方法,以实现禁飞区规避和终端航向调整;进一步引入考虑纵侧向运动耦合的目标航程及时间校正策略,完成考虑时间约束的3自由度滑翔轨迹生成。以美国通用飞行器CAV-H再入滑翔为例进行仿真,验证新方法的有效性、多任务适用性。验证结果表明:与现有时间解析预测方法相比,新的预测方法具有相当的计算效率和较高的计算精度优势;与现有基于标准剖面的方法相比,新规划方法具有较高的终端精度、计算效率以及较大的时间可调范围,亦可实现飞行能力边界的快速预示。

主 题 词：滑翔轨迹规划 时间约束 阻力加速度剖面 预测校正 近解析 能力边界预示 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.12382/bgxb.2023.0343

馆 藏 号：203128556...