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Optimal Longitudinal Trajectories for Reusable Space Vehicles in the Terminal Area

机译：终端区可重复使用空间飞行器的最佳纵向轨迹

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摘要

This paper concerns optimal longitudinal trajectories and guidance strategies of a reusable launch vehicle during the terminal-area energy-management phase. During this phase, it is important to know the limits of the vehicle capabilities and the best strategy for a flight in the vertical plane. This paper describes optimal trajectories using a genetic algorithm and guidance strategies for both maximum-range and maximum-dive flights. The optimal trajectories show an increased maximum range up to 6 %, compared with the trajectories using an angle of attack for maximum lift-to-drag ratio. A turning flight has an influence on the optimal trajectories and optimal turns are flown at a lower velocity. Based on the calculation of optimal trajectories and an energy-state approximation analysis, a longitudinal guidance law is designed, using robust design to approximate the optimal trajectories. Offnominal conditions, in terms of a change in initial altitude and velocity, also have an influence on the optimal trajectories. Maximum-range trajectories for different initial states define the minimum-energy boundary in the energy space.
机译：本文涉及终端区域能量管理阶段中可重复使用运载火箭的最佳纵向轨迹和制导策略。在此阶段，重要的是要了解车辆能力的限制以及在垂直平面上飞行的最佳策略。本文描述了使用遗传算法的最优轨迹和最大航程和最大俯冲飞行的制导策略。与使用迎角以获得最大升阻比的轨迹相比，最优轨迹的最大射程增加了6％。转弯飞行会对最佳轨迹产生影响，并且最佳转弯以较低的速度飞行。基于最优轨迹的计算和能态近似分析，设计了一种纵向导引定律，并使用鲁棒性设计来逼近最优轨迹。就初始高度和速度的变化而言，名义条件也对最佳轨迹有影响。不同初始状态的最大范围轨迹定义了能量空间中的最小能量边界。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2011年第4期|p.642-653|共12页
  • 作者

    S. De Ridder; E. Mooij;

  • 作者单位

    Delft University of Technology, 2629 HS Delft, The Netherlands;

    Delft University of Technology, 2629 HS Delft, The Netherlands;

  • 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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