[发明专利]一种RLV进场着陆轨迹快速推演及确定方法

权利要求书

1.一种可重复使用飞行器进场着陆轨迹快速推演方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设计可重复使用飞行器标称着陆轨迹；

(2)由着陆轨迹获取初始高度H，按照高度差ΔH划分初始高度H，计算配平攻角α(H)及配平副翼偏角F(H)；

(3)根据着陆轨迹获取当前高度h＝H-(i-1)*ΔH下的航迹倾角γ，计算下一高度剖面的动压q_i+1(h-ΔH)；其中，i为正整数；

(4)固定副翼在F(h)的位置，按设定步长改变攻角，并依次计算对应的升力系数C_L，利用升力系数C_L计算动压q₀(h)，计算Δq＝q_i+1(h-ΔH)-q₀(h)，当Δq的符号发生改变时，发生变号前后的值分别为Δq₁和Δq₂，对应的攻角值分别为α₁和α₂；

(5)以Δq₁和Δq₂为自变量、α₁和α₂为函数值，计算自变量为0时的函数值，即为在此高度剖面处的攻角值α(h-ΔH)；

(6)利用α(h-ΔH)和此高度的动压q_i+1(h-ΔH)计算配平副翼偏角F(h-ΔH)；

(7)判断是否到达着陆高度，如果到达，则完成推演，否则将i的值加1返回步骤(3)；

其中：

步骤(2)中计算配平攻角α(H)及配平副翼偏角F(H)的方法如下：

将飞行器阻力板固定于阻力中心位置，保持侧滑角及除副翼外所有舵面偏角为0°，以[0°，20°]为攻角的计算范围，副翼的最大负偏至最大正偏为副翼偏角的计算范围，攻角和副翼偏角中的一个在计算范围内以设定步长递增，在每一个角度另一个在计算范围内以设定步长递增，计算所有攻角及副翼偏角取值的配对组合情况下的升力系数C_L以及俯仰力矩系数C_M，当同时满足|q(H)SC_Lcosγ-G|Δ_L和|q(H)SLC_M|Δ_M时，所对应的攻角值和副翼偏角值即为α(H)和F(H)；其中q(H)为所设计的着陆轨迹对应的初始动压，S为飞行器的参考面积，L为飞行器的参考长度，G为飞行器的重力，γ为初始高度对应的航迹倾角，Δ_L和Δ_M分别为力计算精度门限和力矩计算精度门限；

步骤(3)中计算下一高度剖面的动压q_i+1(H-i*ΔH)的方法如下：

步骤(4)中计算动压q₀(H-(i-1)*ΔH)的方法如下：

通过公式计算通过公式计算q₀(h)即q₀(H-(i-1)*ΔH)，其中C_L为气动升力系数，ρ为大气密度，S为飞行器参考面积，m为飞行器质量，V为速度，g为重力加速度；

步骤(6)中利用α(h-ΔH)和此高度的动压q_i+1(h-ΔH)计算配平副翼偏角F(h-ΔH)的具体方法为：

将飞行器阻力板固定于阻力中心位置，保持侧滑角及除副翼外所有舵面偏角为0°，固定攻角为α(h-ΔH)，副翼偏角以1°为步长从副翼最大负偏至最大正偏，依次计算俯仰力矩系数C_M，当满足|q(H)SLC_M|Δ_M时，所对应的副翼偏角即为F(h-ΔH)；其中Δ_M为力矩计算精度门限。