航天器再入陨落解体模型及分析预报策略研究

发布时间：2021-02-13 22:37

　　针对非常规再入问题,以航天器再入陨落解体分析预报为研究内容,对其物形架构构建了系统/子系统、部件、碎片/微粒的三层级模型,用于涵盖航天器解体研究对象的结构组成及碎片的各种几何特征,这些几何特征能够反映研究对象的气动力/热及飞行运动特性,在不同解体情况下具有普遍适应性。针对航天器再入陨落解体分析预报的技术途径,提出了基于条件边界的参数统计方法的基本策略,给出了航天器再入陨落时的气动力/热、飞行运动、解体、残骸碎片存活可能性、落区及地面风险等工程问题的评估解决策略。最后通过据此开发的软件系统进行了一例大型航天器再入陨落解体过程分析预报,结果表明了模型及方法的适用性。 

【文章来源】：载人航天. 2020,26(05)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

航天器再入陨落解体三层级模型

3类碎片/微粒的几何形状中(图2),块以球或椭球指代,由短长轴比定形;片以半圆边缘圆片指代,由厚度直径比定形;条以半球端面圆柱指代,由长细比定形。3类碎片/微粒的尺度范围(上下限)根据需要设定,块由特征尺度长轴确定;条由特征尺度柱长确定;片由特征尺度直径确定。碎片/微粒的几何形状采用表面圆润的设定,基于陨落残骸历经烧蚀及气流冲刷后一般不再具有棱角分明的特征。碎片/微粒需满足材料(密度)及对应总质量约束条件。根据需要对3类碎片/微粒的相关参数具体进行设定或覆盖。这些参数的设定和控制依赖于基础研究成果对陨落解体过程的认识程度。

图5(a)为用于陨落分析的大型航天器(简称LTG),该航天器整器由一两舱结构及两侧太阳能电池帆板组成。舱体材质为铝合金,部分组件外露舱体,包括中继天线、轨控和姿控发动机喷管、各种相机光学窗口等。图5(b)为无太阳帆板的两舱组合体,其与带太阳帆板的整器共同构成算例应用分析中LTG陨落解体三层级模型的系统/子系统层级。图4 航天器再入陨落解体分析预报软件系统典型界面

【参考文献】：
期刊论文
[1]非常规再入/进入问题探讨[J]. 唐小伟,张顺玉,党雷宁,石卫波,李志辉.  航天返回与遥感. 2015(06)
[2]模拟卫星结构爆炸解体碎片分布特性[J]. 余庆波,徐峰悦,王勤智,金学科,王海福.  兵工学报. 2014(07)
[3]NASA空间碎片模型[J]. 朱毅麟.  上海航天. 1999(03)

博士论文
[1]高速飞行气动环境、气动特性快速预测与应用[D]. 胡锐锋.清华大学 2012
[2]空间碎片环境模型研究[D]. 王若璞.解放军信息工程大学 2010



本文编号：3032680