Оптимизация трансатмосферного движения летательного аппарата на основе метода последовательной линеаризации

В. Л. Балакин, С. А. Ишков, А. А. Храмов

Аннотация


Рассматривается задача оптимизации трансатмосферного движения летательного аппарата с целью максимизации конечной скорости при заданных конечных значениях высоты и угла наклона траектории. Управлением при пассивном движении летательного аппарата является угол атаки. Для определения оптимальной программы управления углом атаки используется метод последовательной линеаризации. Решение задачи оптимизации трансатмосферного движения проведено на примере пассивного набора высоты субгиперзвукового летательного аппарата MPV, являющегося первой ступенью аэрокосмической системы RASCAL, проектировавшейся в США. Приводятся и обсуждаются результаты моделирования движения летательного аппарата с найденным оптимальным управлением при вариации начальных условий движения и массы летательного аппарата.


Ключ. слова


Летательный аппарат; трансатмосферное движение; оптимальное управление; коэффициент подъёмной силы; угол атаки; метод последовательной линеаризации

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Young D.A., Olds J.R. Responsive Access Small Cargo Affordable Launch (RASCAL) Independent Performance Evaluation // A Collection of Technical Papers – 13th AIAA/CIRA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. 2005. V. 1. P. 346-368. DOI:10.2514/6.2005-3241

2. Urschel P.H., Cox T.H. Launch Condition Deviations of Reusable Launch Vehicle Simulations in Exo-Atmospheric Zoom Climbs // AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference and Exhibit. 2003. DOI: 10.2514/6.2003-5544

3. Потапов В.И. Программы управления и траектории движения сверхзвуковой первой ступени авиационно-космической системы // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2010. № 1 (21). С. 75-83.

4. Федоренко Р.П. Приближённое решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978. 488 с.

5. Голубев Ю.Ф., Хайрулин Р.З. К решению задач оптимального управления при входе в атмосферу // Космические исследования. 1987. Т. 25, № 1. С. 37-46.

6. Лазарев Ю.Н. Решение задач формирования программ управления движением в атмосфере аэрокосмических аппаратов на основе последовательной линеаризации // Космические исследования. 1994. Т. 32, № 4-5. С. 83-91.

7. Лазарев Ю.Н. Области достижимости и управление движением в атмосфере аэрокосмического аппарата в нештатной ситуации // Космические исследования. 1996. Т. 34, № 4. С. 434-438.

8. Балакин В.Л., Лазарев Ю.Н., Филиппов Е.А. Оптимизация управления аэрокосмическим аппаратом при изменении в атмосфере наклонения плоскости орбиты // Космические исследования. 1996. Т. 34, № 2. С. 190-196.

9. Лазарев Ю.Н. Управление траекториями аэрокосмических аппаратов. Самара: Самарский научный центр РАН, 2007. 274 с.

10. Ярошевский В.А. Вход в атмосферу космических летательных аппаратов. М.: Наука, 1988. 336 с.

11. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Издательство стандартов, 1981. 180 с.

12. Охоцимский Д.Е., Сихарулидзе Ю.Г. Основы механики космического полёта: учебное пособие. М.: Наука, 1990. 448 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2017-16-3-17-26

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533