两级入轨航天器级间分离姿态精确控制

作     者：姜权峰 陈树生 杨华 李祚泰 高正红 Quanfeng JIANG;Shusheng CHEN;Hua YANG;Zuotai LI;Zhenghong GAO

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 飞行器基础布局全国重点实验室西安710072 

基　　金：国家自然科学基金(92371109) 中国科协青年人才托举工程(2022QNRC001) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第13期

页      码：266-280页

摘      要：两级入轨航天器(TSTO)级间分离过程中对轨道级、助推级的姿态精确控制尤为重要。数值模拟可以较为准确地预测级间分离这种飞行器多体分离问题,运用非结构嵌套网格技术及双时间步法耦合流动控制方程、刚体运动方程求解TSTO在攻角-2°、马赫数6、海拔高度30 km的级间分离过程,发展了一种优化轨道级、助推级在级间分离过程的运动姿态的技术。该技术通过松弛迭代法提取轨道级、助推级的无舵偏气动力数据,基于无舵偏气动力数据设计气动舵面、燃气舵所需要提供的俯仰力矩,使得轨道级、助推级的运动姿态更加接近设计目标。数值模拟结果表明,TSTO在分离过程中两级之间会存在强烈的气动干扰,严重影响两级的姿态控制,发展的技术可为TSTO分离过程中轨道级、助推级的舵面运动、燃气舵工作状态设计提供参考,提高TSTO级间分离的效率、安全性。

主 题 词：两级入轨 多体分离 高超声速 嵌套网格 松弛因子法 

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：10.7527/S1000-6893.2023.29270

馆 藏 号：203132420...