殘骸落區(qū)的選擇是在運(yùn)載火箭構(gòu)型設(shè)計(jì)時(shí)必須首要考慮的設(shè)計(jì)因素,其設(shè)計(jì)結(jié)果直接關(guān)系到落區(qū)內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)安全,因此殘骸落區(qū)必須避開(kāi)人口稠密、重要設(shè)施區(qū)域。然而運(yùn)載火箭殘骸的被動(dòng)段軌跡與上升段軌道設(shè)計(jì)直接相關(guān),過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)的落區(qū)都將影響火箭上升段軌道的設(shè)計(jì)結(jié)果,進(jìn)而影響運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力。本文以典型二級(jí)火箭論證為例,開(kāi)展了基于落區(qū)約束火箭構(gòu)型的總體方案優(yōu)化,運(yùn)載能力變化充分說(shuō)明殘骸落區(qū)對(duì)火箭構(gòu)型論證的影響,為后續(xù)構(gòu)型論證工作的高效開(kāi)展夯實(shí)了基礎(chǔ)。

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1不同φ0對(duì)后續(xù)程序角的影響

圖1和圖2為某構(gòu)型火箭在殘骸落區(qū)無(wú)約束的情況下進(jìn)行階梯尋優(yōu)的過(guò)程數(shù)據(jù),分別是一級(jí)結(jié)束時(shí)程序角φ0對(duì)后續(xù)工作段程序角及最終運(yùn)載能力影響。圖2不同φ0對(duì)應(yīng)200km最優(yōu)LEO運(yùn)載能力

圖2不同φ0對(duì)應(yīng)200km最優(yōu)LEO運(yùn)載能力

圖1不同φ0對(duì)后續(xù)程序角的影響由上述分析可見(jiàn),在給定不同的φ0情況下,火箭運(yùn)載能力明顯具有最高點(diǎn),因此可以使用梯度法對(duì)φ0進(jìn)行尋優(yōu),即可找到該火箭構(gòu)型的最優(yōu)運(yùn)載能力。但需要注意的是,有殘骸落區(qū)約束也會(huì)對(duì)程序角φ0產(chǎn)生限制。

圖3不同φ0對(duì)應(yīng)殘骸落點(diǎn)射程

由圖3可見(jiàn),火箭殘骸落點(diǎn)射程與φ0接近于線性相關(guān),可以得出結(jié)論:若火箭的發(fā)射點(diǎn)、落區(qū)已定,則同一構(gòu)型火箭的飛行軌跡由于φ0受落區(qū)約束而唯一確定。這帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題就是,在一定起飛推力規(guī)模的情況下,具有最優(yōu)運(yùn)載能力的火箭構(gòu)型的殘骸往往不能落入現(xiàn)有落區(qū),而使用傳統(tǒng)落區(qū)的軌道設(shè)計(jì)又使火箭....

圖4彈道一體化優(yōu)化流程圖

圖5為殘骸落區(qū)約束后,相對(duì)落區(qū)無(wú)約束最優(yōu)構(gòu)型下一級(jí)、二級(jí)加注調(diào)整量與運(yùn)載能力關(guān)系三維曲面圖。圖6為三維圖的俯視圖,能直觀看出約束落區(qū)后級(jí)間比優(yōu)化下最優(yōu)運(yùn)載能力構(gòu)型。圖5殘骸落區(qū)約束后加注量與運(yùn)載能力關(guān)系三維圖

本文編號(hào)：3942498