考虑交接误差的RLV进场着陆轨迹设计与安全区域探讨

本文主要探讨了在重复使用运载器（RLV）无动力自动进场着陆过程中，如何设计考虑交接班误差的着陆轨迹和确保安全的交接区域。RLV的着陆过程被划分为交接段、标称下滑段和标称拉平段三个关键阶段。在通常情况下，设计会基于标称交接班状态和触地状态，但实际操作中可能会出现交接班误差，这涉及到飞行器在交接点位置和速度的不确定性。 文章的核心内容是提出了一种综合考虑纵、侧向位置和速度交接班误差的在线三维轨迹设计方法。这种方法旨在通过阻力舵的动态调整，使得RLV能够平稳地从交接班点过渡到预定的标称轨迹，减少误差对着陆安全的影响。设计师不仅关注轨迹的设计，还特别强调了对接收端的控制策略，确保在交接过程中飞行器的稳定过渡。 接着，作者引入了“安全交接区域”(SIA)的概念，这是一个在交接高度平面内的区域，它定义了允许的交接误差范围，以保证RLV在存在交接班误差时仍能安全着陆。SIA的计算方法是根据交接班误差的模型和飞行器性能参数来确定的，这对于评估着陆风险和优化着陆策略具有重要意义。 通过仿真结果，研究者证明了他们提出的轨迹设计方法以及SIA对于处理RLV在交接班误差下无动力进场着陆的问题具有实际的应用价值。这些研究成果对于优化重复使用航天器的运营效率，降低操作风险，提高着陆精度，都具有重要的理论和实践指导作用。 本文的贡献在于提供了一套完整的策略，包括精确的交接段轨迹设计和安全交接区域的定义，以应对RLV在实际操作中的交接班误差问题，这对推进航天器的可持续发展和降低着陆风险具有深远影响。