Método de Optimización de Aerocaptura con Modulación Conjunta de Sustentación y Resistencia Adecuado para Naves Espaciales de Estructura Variable
Autores: Li, Yongyuan; Sun, Guang; Han, Hongwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Optimización de Aerocaptura con Modulación Conjunta de Sustentación y Resistencia Adecuado para Naves Espaciales de Estructura Variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aerocaptura
Trayectoria
Control de vuelo
Modulación de sustentación
Modulación de resistencia
óptimo.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
La aerocaptura, la acción de llevar un vehículo de una órbita hiperbólica a una órbita planetaria utilizando la fuerza aerodinámica, podría reducir potencialmente el consumo de combustible. Al controlar la dirección y el tamaño de la fuerza aerodinámica, el vehículo puede entrar con precisión en la órbita objetivo. Este artículo se centra en un estudio preliminar de la trayectoria óptima para la aerocaptura basado en una nueva opción de control de vuelo, que considera la modulación conjunta de sustentación y resistencia para adaptarse a naves espaciales de estructura variable. En la evaluación preliminar de tal opción de control de vuelo, se analizaron los corredores de aerocaptura bajo modulación de sustentación y modulación de resistencia, así como la influencia del coeficiente balístico en la aerocaptura, demostrando que la modulación conjunta puede lograr ventajas complementarias en comparación con la modulación pura de sustentación y resistencia. Basado en esta opción de control de vuelo, se encontraron trayectorias óptimas de aerocaptura con diferentes restricciones de trayectoria, restricciones orbitales objetivo y restricciones de variables de control. Cabe destacar que tanto el ángulo de inclinación como el área de referencia se tomaron como variables de control para la modulación de sustentación y la modulación de resistencia, respectivamente, durante el vuelo atmosférico en el proceso de diseño de las trayectorias óptimas. Los resultados óptimos indican que la opción de control de vuelo con modulación conjunta de sustentación y resistencia puede ampliar considerablemente las condiciones necesarias para la aerocaptura y extender el rango orbital objetivo.
Descripción
La aerocaptura, la acción de llevar un vehículo de una órbita hiperbólica a una órbita planetaria utilizando la fuerza aerodinámica, podría reducir potencialmente el consumo de combustible. Al controlar la dirección y el tamaño de la fuerza aerodinámica, el vehículo puede entrar con precisión en la órbita objetivo. Este artículo se centra en un estudio preliminar de la trayectoria óptima para la aerocaptura basado en una nueva opción de control de vuelo, que considera la modulación conjunta de sustentación y resistencia para adaptarse a naves espaciales de estructura variable. En la evaluación preliminar de tal opción de control de vuelo, se analizaron los corredores de aerocaptura bajo modulación de sustentación y modulación de resistencia, así como la influencia del coeficiente balístico en la aerocaptura, demostrando que la modulación conjunta puede lograr ventajas complementarias en comparación con la modulación pura de sustentación y resistencia. Basado en esta opción de control de vuelo, se encontraron trayectorias óptimas de aerocaptura con diferentes restricciones de trayectoria, restricciones orbitales objetivo y restricciones de variables de control. Cabe destacar que tanto el ángulo de inclinación como el área de referencia se tomaron como variables de control para la modulación de sustentación y la modulación de resistencia, respectivamente, durante el vuelo atmosférico en el proceso de diseño de las trayectorias óptimas. Los resultados óptimos indican que la opción de control de vuelo con modulación conjunta de sustentación y resistencia puede ampliar considerablemente las condiciones necesarias para la aerocaptura y extender el rango orbital objetivo.