载人登月飞行器高速返回再入制导技术研究

摘要：

返回再入段是载人登月任务完成后,保证宇航员安全返回地球的关键阶段,其跳跃式再入制导方法的研究是我国载人登月任务需要突破的一项重要关键技术。由于探月返回飞行器速度极高,其弹道特性与神舟飞船一类的近地轨道返回的飞行器有较大差别,也给制导导航与控制(简称GNC,以下同)系统设计带来较大挑战。与无人再入飞行器相比,载人飞行器需要具备防过载超限能力、大范围再入航程适应能力、高精度落点控制能力。为了满足上述要求,本文提出了一套基于全系数自适应校正的预测制导方案。在再入前,通过对基本倾侧角进行校正,提高了规划弹道对再入初始条件散布的适应性；再入后利用外环的预测与全系数自适应校正实现对规划弹道的持续修正,保证规划弹道与飞行器状态的匹配性,内环则采用短周期的弹道跟踪制导；对于横向制导,本文给出和比较了采用实时漏斗制导律、独立预测–校正制导律方案以及横航向独立自校正和耦合自校正方案。

关键词：载人登月、跳跃式再入、预测制导、全系数自适应、弹道规划

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61333008,61273153

在线出版日期：2015-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1678-1685