[发明专利]一种亚轨道飞行器再入飞行过程中的横向调整方法

摘要

本发明公开了一种亚轨道飞行器再入飞行过程中的横向调整方法，将亚轨道再入飞行分为若干时间段，通过建立并利用亚轨道再入飞行的同态预测模型，获取各时间段的时刻值；通过利用同态预测模型的迭代，获取各时间段内使飞行器再入法向过载维持在法向过载约束限制值附近波动的攻角设计值；使得亚轨道飞行器再入飞行的法向过载在由各时间段组成的动平衡段中维持于法向过载约束限制值附近上下波动，使得在该段时间内，亚轨道飞行器在满足法向过载约束下速度衰减最大，从而获取最早横向调整时刻。在最早横向调整时刻过后加入速度倾侧角，达到提高亚轨道再入飞行的横向调整能力的目的。

主权项

1.一种亚轨道飞行器再入飞行过程中的横向调整方法，其特征在于，包括：建立飞行器同态预测模型，所述预测模型的初始状态为起始时刻t_init对应的飞行器状态；利用所述飞行器同态预测模型，预测从起始时刻t_init开始、以预置的初始值α_init为设计攻角α进行再入飞行，达到法向过载N_n大于等于预置的法向过载动平衡的期望中值N_{n_want}的时刻t_{1_α}；其中，所述法向过载动平衡的期望中值N_{n_want}等于亚轨道飞行器的法向过载约束值N_{n_lim it}与预置的法向过载波动限制值ΔN_n的差值；从i＝1，α₀＝α_init起执行以下步骤：步骤1：当飞行器再入飞行至t_{i_α}时刻时，获取飞行器再入飞行至t_{i_α}时刻的实际攻角值α_i-1，利用飞行器同态预测模型，预测以飞行器t_{i_α}时刻的飞行状态为所述同态预测模型的初始状态、以为设计攻角α进行再入飞行时，飞行器的第i首个法向过载峰值其中，当i＝1，k_init为攻角下降斜率初始值，k_init≥0；步骤2：比较所述第i首个法向过载峰值和期望的法向过载动平衡的波动区域[N_{n_want}±ΔN_n]，根据比较结果对设计攻角的下降斜率进行调整，直到所述第i首个法向过载峰值处于所述期望的法向过载动平衡的波动区域[N_{n_want}±ΔN_n]内，并确定此时对应的设计攻角下降斜率k_{_α_i}；步骤3：利用飞行器同态预测模型，预测以t_{i_α}时刻飞行器的飞行状态为所述同态预测模型的初始状态、以α_i-1-k_{_α_i}(t-t_{i_α})为设计攻角α进行再入飞行时，飞行器的法向过载N_n经过所述第i首个法向过载峰值后、脱离所述期望的法向过载动平衡的波动区域[N_{n_want}±ΔN_n]的时刻t_{i+1_α}；步骤4：利用飞行器同态预测模型，预测以t_{i_α}时刻飞行器的飞行状态为所述同态预测模型的初始状态、以α_i-1为设计攻角进行再入飞行时，以k_{_α_i}为恒定下降斜率调整至目标攻角α_end，获得调整至目标攻角α_end所对应的时刻的预测值t_tag，同时获取从t_{i_α}时刻至t_tag时刻之间的飞行器法向过载最大值步骤5：判断所述从t_{i_α}时刻至t_tag时刻之间的飞行器法向过载最大值是否不大于所述亚轨道飞行器再入法向过载约束值N_{n_lim it}，如果是，进入步骤6；否则，i加1，返回步骤1；步骤6：以t_{i_α}时刻作为最早横向调整时刻t_earlist，加入飞行器速度倾侧角σ，进行亚轨道飞行器的横向调整。