残骸落区对火箭构型影响论证

发布时间：2024-03-30 14:39

　　残骸落区的选择是在运载火箭构型设计时必须首要考虑的设计因素,其设计结果直接关系到落区内人民生命财产安全,因此残骸落区必须避开人口稠密、重要设施区域。然而运载火箭残骸的被动段轨迹与上升段轨道设计直接相关,过近或过远的落区都将影响火箭上升段轨道的设计结果,进而影响运载火箭的运载能力。本文以典型二级火箭论证为例,开展了基于落区约束火箭构型的总体方案优化,运载能力变化充分说明残骸落区对火箭构型论证的影响,为后续构型论证工作的高效开展夯实了基础。

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【部分图文】：

图1不同φ0对后续程序角的影响

图1和图2为某构型火箭在残骸落区无约束的情况下进行阶梯寻优的过程数据,分别是一级结束时程序角φ0对后续工作段程序角及最终运载能力影响。图2不同φ0对应200km最优LEO运载能力

图2不同φ0对应200km最优LEO运载能力

图1不同φ0对后续程序角的影响由上述分析可见,在给定不同的φ0情况下,火箭运载能力明显具有最高点,因此可以使用梯度法对φ0进行寻优,即可找到该火箭构型的最优运载能力。但需要注意的是,有残骸落区约束也会对程序角φ0产生限制。

图3不同φ0对应残骸落点射程

由图3可见,火箭残骸落点射程与φ0接近于线性相关,可以得出结论:若火箭的发射点、落区已定,则同一构型火箭的飞行轨迹由于φ0受落区约束而唯一确定。这带来的一个问题就是,在一定起飞推力规模的情况下,具有最优运载能力的火箭构型的残骸往往不能落入现有落区,而使用传统落区的轨道设计又使火箭....

图4弹道一体化优化流程图

图5为残骸落区约束后,相对落区无约束最优构型下一级、二级加注调整量与运载能力关系三维曲面图。图6为三维图的俯视图,能直观看出约束落区后级间比优化下最优运载能力构型。图5残骸落区约束后加注量与运载能力关系三维图

本文编号：3942498