载人登月返回再入有关问题初步研究.pdf

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1、航天返回与遥感第32卷第2期18。SPACECRAFFRECOVERY&REMOTESENSING2011年4月■——●—■—■—■—■●■——■—■———■—■●■—■—■■—■—■—■■————■●■——■——■●●—■●—■●—■————■●■■—■■■■—■一II■——●———■■—■■■■■■—■●—●—■—■■●●■——■■●■一载人登月返回再人有关问题初步研究贾世锦(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)摘要载人登月返回再入涉及到三体问题，且与近地轨道返回再入相比速度更大。因此再入方式的选择和再

2、入弹道的设计涉及到飞行器的方案和再入返回的安全。通过对不同返回再入方式的对比分析，认为跳跃式再入是优选方案。再入点选择、再入过载、升阻比、再入航程、再入轨道倾角都是返回再入方案设计中需要考虑的问题，需结合工程实际进行深化论证。文章提出了参数选取的初步建议。关键词航天器跳跃式再入约束分析载人登月中图分类号：V525文献标识码：A文章编号：1009—8518(2011)02—0018—08PreliminaryStudyontheReturnandRe-entryofMannedLunarLandingJiaShijin(Ch

3、inaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)AbstractThereturnandre—entryofmannedlunarlandinginvolvesthree-bodyproblem，andthespeedisgreatercomparingwiththatofreturningfromearthorbit．Therefore，thechoiceofre—entrytypeandthedesignofre—entrytrajectoryarevitalforair

4、craftandthesafetyofre—entry．Bycomparisonsamongdifferenttypesofre-entry，itisregardedthattheskipre—entryisanoptimalscheme．Thechoiceofre-entrypoint，lift-dragratio。re—entryflightandre—entryorbitalinclinationareallcrucialissueswhichshouldbeconsideredinthedesignofre—ent

5、ryproblems．Theseproblemsneedtobetestifiedbysystematicengineeringpractices，andsomepreliminaryadviceaboutthevariousparametersselectionareproposedinthispaper．KeywordsSpacecraftSkipre-entryConstraintanalysisMannedlunarlanding1引言再入返回是载人航天飞行中一个重要的环节。为了减小再入过载、提高着陆精度，载人航天

6、器的再入一般选择半升力式或升力式返回方案。对于登月飞行，其返回过程速度可达1lkm／s，远远高于近地轨道约7．8km／s的近地轨道再入速度，因此如何选择合理的再入方式至关重要，而再入方案也对轨道控制、防热、再入弹道控制、回收系统设计、着陆区的选择等方面带来重要影响。2再入方式的选择登月任务返回再入方式有两种选择：一种是由月地转移轨道先变为绕地球轨道，再进行返回制动；另一种是由月地转移轨道直接进入地球大气层完成返回。收稿R期：2010—10一18基金项目：国家重大科技专项T程旦兰生垦苎堡韭塑立生童生旦墅壁型第冲P方式的f￡点

7、是返川舱的打芙6t动．防热等墩汁难度鞍小．缺点足需罂银大的速度增量+i地月转移加洼过程棚厦．知粜E船Ih月地转移轨道进^近地轨j蓖．速度增啦约3000M娃定髓儿飞船的总质{l}15I则这个过程需罂消耗约IOOl的推进刑址然从任务规横上这种方A足雌“接受的．因此只能选择出月地转移轨道直接进人地球大气层运M由，j地转移轨道JI接进^地球大’C硅逗心时．巾于冉人速度非常大．会带来最大过载增加、再^走辉变窄．防热和运动控制娶为困卅I的问题。航犬器如果采用弹道式再^方式血接进^^气璀．阿^过载越过Ira．将超过航天员的承受杜l限。为

8、了碱小再^过载．增宽冉人走廊，摊高着陆精度，从月球返川的阿人方式往往选择跳跃式再人和弹道一升山式控甜相结合的方且i．见隔1。在跳跃式再^过稃中．返同器先后两次进^大气层。运叫器在仞始再^点以较小的再^倚首次进^大气屡后．侬靠升门作川再次飞出大气层．做一段弹道式b行后义再次进人大气麒，这时再^速度尝人人降