Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hướng dẫn thích ứng lượn quasi-equilibrium cho các phương tiện siêu âm
Tóm tắt
Bài báo này nghiên cứu chiến lược hướng dẫn lướt vào (entry-glide) cho các phương tiện siêu âm có thể đáp ứng simultaneously cả các ràng buộc cuối (terminal) và đường dẫn (path). Chúng tôi đề xuất một phương pháp hướng dẫn thích ứng lượn quasi-equilibrium dựa trên điều kiện lượn quasi-equilibrium (QEGC), mà sáng tạo sử dụng hiện tượng lượn quasi-equilibrium trong quá trình lắp đặt vào (lifting entry). Với sự hỗ trợ của QEGC, cả phạm vi và vận tốc cuối cùng có thể được dự đoán phân tích với độ chính xác cao. Các ràng buộc đường dẫn được chuyển đổi thành các ràng buộc góc tấn công, điều này đã khó khăn khi dùng các phương pháp hướng dẫn dự đoán truyền thống. Thuật toán này độc lập với quỹ đạo tiêu chuẩn. Tất cả các lệnh hướng dẫn, bao gồm góc ngân hàng và góc tấn công, đều được tính toán phân tích theo thời gian thực, điều này mang lại cho thuật toán khả năng thích ứng đủ để đáp ứng. Kết quả thử nghiệm hướng dẫn cho phương tiện CAV-H cho thấy thuật toán dẫn dắt phương tiện dọc theo quỹ đạo lượn quasi-equilibrium mà đáp ứng cả các ràng buộc cuối và đường dẫn và có đủ tính linh hoạt cho những thay đổi nhiệm vụ ngẫu nhiên. Hơn nữa, độ bền của thuật toán hướng dẫn dưới các nhiễu loạn đã được xác thực thông qua mô phỏng Monte Carlo.
Từ khóa
#Siêu âm #phương pháp hướng dẫn thích ứng #lượn quasi-equilibrium #ràng buộc đường dẫn #mô phỏng Monte Carlo.Tài liệu tham khảo
Harpold J C, Graves C A. Shuttle entry guidance. J Astronaut Sci, 1979, XXVII: 239–268
Tigges M, Ling L. A predictive guidance algorithm for mars entry. In: 27th Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada: AIAA-89-0632, 1989. 1–11
Bryant L E, Tigges M A, Ives D G. Analytic drag control for precision landing and aerocapture. In: AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference. Boston: AIAA, 1998. 1–12
Tu K Y, Munir M S, Mease K D, et al. Drag-based predictive tracking guidance for Mars precision landing. AIAA-98-4573, 1998. 1–11
Masciarelli J P, Rousseau S, Fraysse H, et al. An analytic aerocapture guidance algorithm for the Mars Sample Return Orbiter. AIAA-2000-4116, 2000. 525–532
Powell R W. Numerical roll reversal predictor-corrector aerocapture and precision landing guidance algorithms for the mars surveyor program 2001 missions. In: AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference. Boston: AIAA-98-4574, 1998. 1–9
Dukeman G A. Profile-following entry guidance using linear quadratic regulator theory. In: AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit. Monterey: AIAA-2002-4457, 2002. 1–10
Shen Z J, Lu P. Onboard generation of three-dimensional constrained entry trajectories. J Guid Control Dynam, 2003, 26: 111–121
Youssef H, Chowdhry R S, Lee H, et al. Predictor-corrector entry guidance for reusable launch vehicles. AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference. Montreal: In: AIAA-2001-4043, 2001. 1–8
Joshi A, Sivan K. Reentry guidance for generic rlv using optimal perturbations and error weights. In: AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit. San Francisco: AIAA-2005-6438, 2005. 1–14
Xue S B, Lu P. Constrained predictor-corrector entry guidance. J Guid Control Dynam, 2010, 33: 1273–1281
Joshi A, Sivan K, Amma S S. Predictor-corrector reentry guidance algorithm with path constraints for atmospheric entry vehicles. J Guid Control Dynam, 2007, 30: 1307–1318
Hanson J M, Jones R E. Test results for entry guidance methods for reusable launch vehicles. In: 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno: AIAA-2004-701, 2004. 1–10
Hu Z D, Guo C F, Cai H. Analytical predictive guidance for space-to -ground kinetic weapon in reentry (in Chinese). J Astronaut, 2009, 30: 1039–1044
Zhao H Y. Dynamics and Guidance for Reentry Vehicles (in Chinese). Changsha: National University of Defense Technology Press, 1997. 74–81
Vinh N X. Optimal Trajectories in Atmospheric Flight. New York: Elsevier, 1981
Corporation T P. A Common Aero Vehicle (CAV) Model, Description, and Employment Guide. www.dtic.mil/matris/sbir/sbir041/srch/af031a.doc, 2003