組合動(dòng)力天基對(duì)地打擊飛行器軌跡設(shè)計(jì)與覆蓋范圍分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-12 02:48
隨著美國(guó)提出并實(shí)施部署“陸?仗臁彼奈灰惑w的全球打擊計(jì)劃,天基對(duì)地打擊武器已經(jīng)成為現(xiàn)階段各國(guó)研究發(fā)展的熱點(diǎn)。它可以用助推火箭加自身動(dòng)力升空至目標(biāo)軌道,在軌部署待命,當(dāng)需要快速打擊時(shí),離軌進(jìn)入大氣層,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速精準(zhǔn)打擊?梢(jiàn)該類飛行器需要同時(shí)具備航天技術(shù)和航空技術(shù),這對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)提出了更高的要求,應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法利用大氣層內(nèi)的氧氣,需要自身攜帶氧化劑,這使飛行器無(wú)法提高有效載荷比,同時(shí)其比沖已經(jīng)接近理論極限;沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)性差且工作區(qū)域僅限于大氣層內(nèi)。根據(jù)天基對(duì)地打擊飛行器工作空域的特點(diǎn)并結(jié)合不同推進(jìn)方式的特點(diǎn),世界范圍內(nèi)將目光投向了組合循環(huán)動(dòng)力技術(shù)。組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)主要有以下三種:渦輪基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbine Based Combined Cycle,TBCC)、空氣渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(Air Turbine Ramjet,ATR)與火箭基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(Rocket BasedCombined Cycle,RBCC)。本文針對(duì)天基對(duì)地打擊飛行器的軌跡特點(diǎn)進(jìn)行了研究。發(fā)射段采用RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,在發(fā)射坐標(biāo)系下建立了發(fā)射段動(dòng)力學(xué)模型,研究了RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)軌跡設(shè)...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景、目的和意義
1.2 天基對(duì)地打擊飛行器發(fā)展概況
1.2.1 美國(guó) X-37B 飛行器發(fā)展概況
1.2.2 X-51A 飛行器發(fā)展概況
1.2.3 HTV-2 試驗(yàn)飛行器發(fā)展概況
1.2.4 “快船號(hào)”航天器發(fā)展概況
1.3 RBCC 發(fā)動(dòng)機(jī)研究概況
1.3.1 美國(guó)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.2 其它國(guó)家的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.3 我國(guó)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 動(dòng)力學(xué)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系定義
2.3 坐標(biāo)系間的變換
2.4 發(fā)射段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)推力
2.4.2 氣動(dòng)力
2.4.3 引力
2.4.4 離心慣性加速度
2.4.5 哥氏慣性加速度
2.4.6 質(zhì)量計(jì)算
2.4.7 運(yùn)動(dòng)模型
2.5 返回段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.6 在軌段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.6.1 二體問(wèn)題的解析解和軌道根數(shù)
2.6.2 二體問(wèn)題的應(yīng)用
2.7 本章小結(jié)
第3章 發(fā)射段與在軌段軌跡設(shè)計(jì)研究
3.1 引言
3.2 入軌方案
3.3 發(fā)射段程序角設(shè)計(jì)方法
3.3.1 程序角設(shè)計(jì)原則
3.3.2 軌跡設(shè)計(jì)方案
3.4 發(fā)射段仿真分析
3.5 在軌段仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 返回軌跡設(shè)計(jì)研究
4.1 引言
4.2 過(guò)渡段軌跡設(shè)計(jì)
4.3 再入段軌跡設(shè)計(jì)方案
4.3.1 固定攻角剖面方案
4.3.2 傾側(cè)角設(shè)計(jì)方案
4.4 再入軌跡仿真分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于隨機(jī)方向搜索法的覆蓋范圍分析
5.1 引言
5.2 隨機(jī)方向搜索法算法理論
5.2.1 隨機(jī)方向搜索法原理
5.2.2 計(jì)算步驟
5.3 覆蓋范圍分析理論
5.4 覆蓋范圍分析軌跡優(yōu)化模型
5.4.1 性能指標(biāo)
5.4.2 優(yōu)化變量
5.4.3 約束條件
5.5 覆蓋范圍仿真與分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RBCC組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J]. 劉洋,何國(guó)強(qiáng),劉佩進(jìn),李江,呂翔. 固體火箭技術(shù). 2009(03)
[2]美國(guó)的X-51A高超聲速發(fā)展計(jì)劃[J]. 宋博,沈娟. 飛航導(dǎo)彈. 2009(05)
[3]RBCC和TBCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)在RLV上的應(yīng)用[J]. 陳宏,何國(guó)強(qiáng). 火箭推進(jìn). 2008(03)
[4]美國(guó)單級(jí)入軌火箭“三角快帆”[J]. 馬宏林. 航天返回與遙感. 1995(02)
[5]HOPE軌道飛行器系統(tǒng)方案和飛行試驗(yàn)計(jì)劃的新進(jìn)展[J]. Hiroshi Miyaba,肖稱貴. 國(guó)外導(dǎo)彈與航天運(yùn)載器. 1992(01)
本文編號(hào):3337424
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景、目的和意義
1.2 天基對(duì)地打擊飛行器發(fā)展概況
1.2.1 美國(guó) X-37B 飛行器發(fā)展概況
1.2.2 X-51A 飛行器發(fā)展概況
1.2.3 HTV-2 試驗(yàn)飛行器發(fā)展概況
1.2.4 “快船號(hào)”航天器發(fā)展概況
1.3 RBCC 發(fā)動(dòng)機(jī)研究概況
1.3.1 美國(guó)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.2 其它國(guó)家的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.3 我國(guó)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 動(dòng)力學(xué)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系定義
2.3 坐標(biāo)系間的變換
2.4 發(fā)射段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)推力
2.4.2 氣動(dòng)力
2.4.3 引力
2.4.4 離心慣性加速度
2.4.5 哥氏慣性加速度
2.4.6 質(zhì)量計(jì)算
2.4.7 運(yùn)動(dòng)模型
2.5 返回段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.6 在軌段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.6.1 二體問(wèn)題的解析解和軌道根數(shù)
2.6.2 二體問(wèn)題的應(yīng)用
2.7 本章小結(jié)
第3章 發(fā)射段與在軌段軌跡設(shè)計(jì)研究
3.1 引言
3.2 入軌方案
3.3 發(fā)射段程序角設(shè)計(jì)方法
3.3.1 程序角設(shè)計(jì)原則
3.3.2 軌跡設(shè)計(jì)方案
3.4 發(fā)射段仿真分析
3.5 在軌段仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 返回軌跡設(shè)計(jì)研究
4.1 引言
4.2 過(guò)渡段軌跡設(shè)計(jì)
4.3 再入段軌跡設(shè)計(jì)方案
4.3.1 固定攻角剖面方案
4.3.2 傾側(cè)角設(shè)計(jì)方案
4.4 再入軌跡仿真分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于隨機(jī)方向搜索法的覆蓋范圍分析
5.1 引言
5.2 隨機(jī)方向搜索法算法理論
5.2.1 隨機(jī)方向搜索法原理
5.2.2 計(jì)算步驟
5.3 覆蓋范圍分析理論
5.4 覆蓋范圍分析軌跡優(yōu)化模型
5.4.1 性能指標(biāo)
5.4.2 優(yōu)化變量
5.4.3 約束條件
5.5 覆蓋范圍仿真與分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RBCC組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J]. 劉洋,何國(guó)強(qiáng),劉佩進(jìn),李江,呂翔. 固體火箭技術(shù). 2009(03)
[2]美國(guó)的X-51A高超聲速發(fā)展計(jì)劃[J]. 宋博,沈娟. 飛航導(dǎo)彈. 2009(05)
[3]RBCC和TBCC組合發(fā)動(dòng)機(jī)在RLV上的應(yīng)用[J]. 陳宏,何國(guó)強(qiáng). 火箭推進(jìn). 2008(03)
[4]美國(guó)單級(jí)入軌火箭“三角快帆”[J]. 馬宏林. 航天返回與遙感. 1995(02)
[5]HOPE軌道飛行器系統(tǒng)方案和飛行試驗(yàn)計(jì)劃的新進(jìn)展[J]. Hiroshi Miyaba,肖稱貴. 國(guó)外導(dǎo)彈與航天運(yùn)載器. 1992(01)
本文編號(hào):3337424
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