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Drag-Modulation Flight-Control System Options for Planetary Aerocapture

机译：行星捕捉的阻力调制飞行控制系统选项

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摘要

Drag-modulation flight control may provide a simple method for controlling energy during aerocapture. Several drag-modulation flight-control system options are discussed and evaluated, including single-stage jettison, two-stage jettison, and continuously variable drag-modulation systems. Performance is assessed using numeric simulation with real-time guidance and targeting algorithms. Monte Carlo simulation is used to evaluate system robustness to expected day-of-flight uncertainties. Results indicate that drag-modulation flight control is an attractive option for aerocapture systems at Mars, where low peak heat rates enable the use of lightweight inflatable drag areas. Aerocapture using drag modulation at Titan is found to require large drag areas to limit peak heat rates to nonablative thermal-protection system limits or advanced lightweight ablators. The large gravity well and high peak heat rates experienced during aerocapture at Venus make drag-modulation flight control unattractive when combined with a nonablative thermal-protection system. Significantly larger drag areas or advances in fabric-based material thermal properties are required to improve feasibility at Venus.
机译：阻力调制飞行控制可以提供一种简单的方法，用于在飞行过程中控制能量。讨论并评估了几种阻力调制飞行控制系统选项，包括单级抛弃，两级抛弃和无级变速调制系统。使用具有实时指导和目标算法的数值模拟来评估性能。蒙特卡洛模拟用于评估系统对预期飞行日不确定性的鲁棒性。结果表明，阻力调制飞行控制是火星航空捕获系统的一个有吸引力的选择，在该系统中，较低的峰值热率使得可以使用轻型充气阻力区域。发现在Titan上使用阻力调制的Aerocapture要求有较大的阻力区域，才能将峰值热量限制在非烧蚀热保护系统极限或先进的轻型烧蚀器中。当与非烧蚀性热保护系统结合使用时，在金星进行航空捕获期间所经历的大重力井和较高的峰值热率使得阻力调制飞行控制没有吸引力。为了提高金星的可行性，需要更大的阻力区域或基于织物的材料热性能方面的进步。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2014年第1期|139-150|共12页
  • 作者

    Zachary R. Putnam; Robert D. Braun;

  • 作者单位

    Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332;

    Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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