基于助推器无控再入稳定性分析的落点预示方法

作     者：张意国 赵长见 高峰 李玉龙 ZHANG Yiguo;ZHAO Changjian;GAO Feng;LI Yulong

作者机构：中国运载火箭技术研究院北京100076 96901部队北京100094 

出 版 物：《兵器装备工程学报》 (Journal of Ordnance Equipment Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      面：81-86页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：非线性动平衡 模态辨识 助推器 无控 落点预示 

摘      要：运载火箭助推器分离后的落点预示对于安全区的管控及回收系统的设计十分重要,然而助推器再入过程由于失去姿态控制能力导致姿态运动范围大、运动规律复杂,传统型号往往采用极限偏差组合或六自由度打靶的手段来进行助推器落点范围的预示,存在预示范围过大、预示方法对落点预示范围正向设计指导意义不足的问题。采用一种基于非线性动平衡理论的分析方法,分析助推器无控再入过程三通道耦合姿态运动动态稳定特性,辨识固有周期性姿态运动模态,针对有限固有模态建立等效质点运动受力建模,快速、精确分析助推器分离后的落点范围,并能够对助推器特征参数对落区范围影响进行灵敏度分析,指导落区范围正向设计。仿真结果表明:该方法相较极限偏差组合法大幅提升助推器落点预示精度,相较六自由度打靶法更高效、更具有设计指导意义,为火箭助推类飞行器的航区安全性设计提供了重要支撑。