再入过载的匹配渐进展开分析与卸载方法研究

摘要：

探月飞船返回地球时将以第二宇宙速度再入地球大气层，面临极其严苛的气动环境，因此对于再入气动过载的分析具有重要意义。再入运动方程是一组非线性很强的常微分方程，数值方法计算量大，不适用于在线任务。因此，本文采用一种近似解法对气动过载进行分析。首先，基于匹配渐进展开方法将再入纵向运动解在大气外层区域与内层区域分别展开，得到统一形式的闭型近似解，在此基础上分段求解气动过载，并与精确解进行对比分析。其次，利用闭型近似解，通过当前状态反解虚拟初始条件，在此基础上提出初次过载峰值的解析预测方法，并分析了不同条件下预测的相对误差变化规律。最后，基于过载峰值的解析预测对飞船的初次再入过程进行卸载，将飞船在再入过程中耗散的总能量进行重新分配，并通过蒙特卡罗飞行仿真试验验证了卸载方法的有效性。

关键词：再入气动过载、匹配渐进展开、闭型近似解、卸载

分类号：O24;D91

资助基金：国家自然科学基金11372345;国家重点基础研究发展计划批准号:2013CB733100资助的课题.* Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant 11372345;the National Basic Research Program of ChinaGrant 2013CB733100

在线出版日期：2014-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：200401-1-200401-7