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Desarrollo de un Simulador de Dinámica Controlada para el Descenso y Aterrizaje Preciso de Lanzadores Reutilizables

Autores: De Oliveira, Alice; Lavagna, Michèle

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Desarrollo de un Simulador de Dinámica Controlada para el Descenso y Aterrizaje Preciso de Lanzadores Reutilizables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Simulador
Orientación
Control
TVC
Aletas
Aterrizaje

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta un simulador de dinámica de descenso de Vehículo de Lanzamiento Reutilizable (RLV) acoplado con integración de guía y control (G&C) en bucle cerrado. El propulsor de primera etapa del vehículo estudiado, que evoluciona en la atmósfera terrestre, es dirigido por un sistema de Control de Vector de Empuje (TVC) y aletas planas a través de controladores Proporcional-Integral-Derivativo programados por ganancia, corrigiendo las desviaciones de trayectoria hasta un aterrizaje preciso desde el perfil de referencia computado en tiempo real por un algoritmo de optimización convexa sucesiva. Modelos ambientales y aerodinámicos que reproducen condiciones atmosféricas realistas están integrados en el simulador para una evaluación mejorada. Se lograron resultados de rendimiento comparativos en términos de configuración de control (solo TVC, solo aletas y ambos) para condiciones nominales, así como con perturbaciones externas como ráfagas de viento o múltiples incertidumbres a través de un análisis de Monte Carlo para evaluar el sistema G&C. Estos estudios demostraron que la configuración que combina TVC y aletas planas dirigibles tiene suficiente autoridad de control para proporcionar un vuelo estable y una adecuada rechazo de incertidumbres y perturbaciones. El simulador desarrollado proporciona una evaluación preliminar de técnicas de G&C para la fase de descenso y aterrizaje del RLV, junto con el examen de las interacciones que ocurren. En particular, allana el camino hacia el desarrollo y la evaluación de algoritmos más avanzados y robustos.

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