[发明专利]一种临近空间垂直投放发射中阶段起始点控制方法及系统

说明书

本申请公开了一种临近空间垂直投放发射中阶段起始点控制方法及系统，该方法包括在飞行器与浮空器分离后的下落过程中，持续获取所述飞行器的飞行动压信息；至少根据所述飞行动压信息，确定控制所述飞行器进入方位调整阶段或拉起阶段的起始点。本申请实施例提供的临近空间垂直投放发射中的阶段起始点控制方法及系统，通过能量转换与能量预测算法在线修正飞行姿态，除了完成从自由慢旋的不定方向角到预设定向飞行外，还能自主规划不同高度投放下的进入不同阶段的高度、时刻、平衡过载等，并可以制导控制飞行器从垂直下落到水平飞行的拉起过程。

技术领域

本申请涉及临近空间垂直投放技术领域，特别是涉及一种临近空间垂直投放发射中阶段起始点控制方法及系统。

背景技术

飞行器(flight vehicle)是在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械。飞行器靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力发射升空飞行。

传统的发射飞行器的方式主要包括火箭助推发射和飞机挂载浮空器挂载投放发射两种方式，但是，各自都存在一些缺陷，例如，火箭助推时，火箭的直径对飞行器的空间尺寸会有极强的约束，飞机挂载时，外挂物气流对飞行器平台也会有剧烈干扰。在此背景下，浮空器挂载投放发射便应运而生了。浮空器挂载投放发射也即为通过浮空器挂载飞行气，并在临近空间通过垂直投放的方式发射飞行器，。具体实现时，飞行器头朝下垂直装载在固接支架中，通过重力从稀薄的临近空间掉落并加速，随后完成各种机动动作或者通过启动动力系统实现临近空间投放发射的效果。

浮空器挂载投放发射包括很多优点，例如，由于飞行器是垂直吊挂在高空气球下，飞行器与平台载体件的耦合性极低，飞行器可以随意设计成各种外形和尺寸而对平台的耦合约束很小，所以适合新科学探索和新技术飞行试验。另外，临近空间空气稀薄(例如30km高度的大气密度只有地面的百分之一)，利用重力势能转换为动能的效率高，飞行器可以比较容易的在无动力条件下达到超声速，因此可以节省大量的发射能量需求，是一种低成本完成新型飞行试验的手段。

虽然通过临近空间投放发射可以比现有火箭发射和机载发射能获得更大的初始能量，但是飞行器与浮空器分离后，需要进行多个阶段的精确控制，才能控制飞行器进入目标轨道。例如，其中可以包括方位调整阶段，拉起阶段，点火阶段等等。具体的控制过程就包括各个阶段的起始点控制，也即，需要精确的确定何时启动方位调整，何时开始进行拉起控制，何时开始进行点火等等。然而，由于浮空器升空之后，具体对飞行器进行投放的投放高度通常是无法预先确定的，并且每次投放时的高度都可能各不相同。这就使得各个阶段起始点的确定上存在很大的难度。

因此，如何在投放高度不确定的情况下，使飞行器自主规划并确定进入具体控制阶段的起始点，是需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种临近空间垂直投放发射中阶段起始点控制方法及系统。

本申请提供了如下方案：

一种临近空间垂直投放发射中阶段起始点控制方法及系统，包括：

优选地：所述至少根据所述飞行动压信息，确定控制所述飞行器进入方位调整阶段或拉起阶段的起始点，包括：

将所述飞行动压信息达到第一阈值的时刻，确定为控制所述飞行器进入方位调整阶段的起始点。

优选地：进入所述方位调整阶段后，获取第一制导指令集，以便飞行器的各个控制通道的舵面根据所述第一制导指令集对所述飞行器进行制导直至满足第一目标条件；

其中，所述第一制导指令集中包括滚转制导指令、偏航制导指令以及俯仰制导指令。

优选地：所述第一阈值P_star通过以下公式计算获得：