[发明专利]一种模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法

权利要求书

1.一种模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法，其特征在于，包括：

确定飞艇下降时的放氦模式，并确定对应于所述放氦模式的初始输入参数；

建立飞艇的气体模型、风场模型、热力学模型、动力学模型以及运动学模型，共同组成飞艇下降回收的数学模型；

结合所述输入参数，在飞艇从初始高度开始下降后，利用所述数学模型解算飞艇在每个时间步长点的经向漂移量、纬向漂移量，基于此确定飞艇下降轨迹。

2.根据权利要求1所述的模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法，其特征在于，所述飞艇下降时的放氦模式包括：

模式一：打开撕裂幅释放氦气使得飞艇产生能持续下降的净重；

模式二：打开氦气阀持续释放氦气使得飞艇产生能持续下降的净重；

氦气排放流量公式为：

式1中，q为氦气排气流量；A为氦气泄露面积；k为氦气阀的流量系数；D_p为氦气囊与外部空气压差；ρ_he为氦气囊内氦气密度；

对于参数A，当使用模式一时，A代表撕裂幅爆破面积，使用模式二时A代表氦气阀门的面积。

3.根据权利要求2所述的模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法，其特征在于，所述对应于所述放氦模式的初始输入参数，包括：

模式一和模式二中的初始输入参数均包含下降初始时刻飞艇总质量、下降初始时刻氦气总质量、下降初始时刻飞艇飞行高度以及下降初始时刻飞艇体积；

对于模式一，还包括撕裂幅爆破面积；对于模式二，还包括氦气阀面积。

4.根据权利要求1所述的模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法，其特征在于，所述气体模型如下式：

式2中，Mhe为实际纯度氦气的摩尔质量，R为摩尔气体常数，T为氦气温度，mhe为氦气质量，P为氦气压强，V为氦气体积。

5.根据权利要求1所述的模式可选的平流层飞艇下降轨迹预测方法，其特征在于，所述风场模型为：

其中，h表示飞艇的实际飞行高度，V_∞表示h高度处的风速，h₀表示所求高度，V₀表示h₀高度处的风速，n表示系数，取值如下：