载人深空探测进入∕再入走廊设计方法研究.pdf

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1、第35卷第3期航天返回与遥感2014年6月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING1载人深空探测进入/再入走廊设计方法研究侯砚泽左光王平向开恒果琳丽（北京空间技术研制试验中心，北京100094）摘要载人航天器的进入/再入走廊刻画了进入地外天体或再入返回地球时允许的进入/再入角范围。载人深空探测进入/再入过程中，载人航天器必须满足进入/再入走廊约束，以避免经历过大的过载、热流和总加热量等力/热环境，威胁进入/再入飞行安全。文章研究载人深空探测进入/再入走廊的设计方法，通过融合载人航天器进入/再入预测校正制导，验证进入/再入走廊的可行性，并采用基于安全系数的偏差因素影响分析

2、方法，获取进入/再入走廊的设计裕度。最后，以载人月地再入返回为例，具体阐明了再入走廊的设计方法，并通过数学仿真验证了设计方法的有效性。研究结果将为载人深空探测进入/再入走廊设计以及进入/再入返回总体设计提供技术参考。关键词载人航天器进入/再入走廊预测制导偏差分析深空探测中图分类号:V525文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)03-0001-10DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.03.001Entry/ReentryCorridorDesignforHumanDeepSpaceExplorationHOUYanzeZUOGuangWANGPin

3、gXIANGKaihengGUOLinli（InstituteofMannedSpaceSystemEngineering,CAST,Beijing100094,China）AbstractEntry/Reentrycorridorofcrewvehiclesdescribesthepermittedlimitsofflightpathanglewhenacrewvehicleperformsentryorreentrytask.Inordertoavoidbearinglargeacceleration,heatfluxandtotalheat,crewvehiclesmustsatisfy

4、theconstraintofentry/reentrycorridor.Inthispaper,entry/reentrycorridordesignmethodsarepresentedforhumandeepspaceexploration.Themethodutilizesthepredictive-correctiveguidancetoverifythefeasibilityofentry/reentrycorridorresultandcalculatesthedesignmarginbyanalysisofvariancebasedontheconceptoffactorofs

5、afety.Finally,theeffectivenessoftheproposedmethodisvalidatedviatheexampleofmannedmoon-earthreentry.Thisworkwillprovidetechniquereferenceforentry/reentrycorridordesignandsystemengineeringdesignforhumandeepspaceexploration.Keywordscrewvehicle;entry/reentrycorridor;predictive-correctiveguidance;analysi

6、sofvariance;deepspaceexploration0引言载人深空探测进入/再入过程中，载人航天器必须满足进入/再入走廊约束，以避免经历过大的过载、[1-4]热流和总加热量等力/热环境，威胁进入/再入飞行安全。进入/再入走廊设计是一项涉及热防护、气动、导航制导与控制、回收等多个技术领域的总体技术。传统的返回舱再入走廊设计主要满足过载、热流密收稿日期：2013-08-23基金项目：总装载人航天第二批预研基金2航天返回与遥感2014年第35卷度、总加热量、横向机动能力等设计约束，不关注落点精度和进入/再入走廊设计裕度等问题。然而，随着深空探测进入/再入任务总体指标的不断提高，特别是载人

7、深空探测进入/再入对返回舱行星际进入或[2,5-6]再入返回提出了高精度、高可靠定点着陆的技术要求。在开展进入/再入走廊设计时，必须确保进入/再入走廊在满足过载、热流密度、总加热量、横向机动能力等传统设计约束的同时，满足高精度着陆指标要求；并掌握各项进入/再入偏差对进入/再入走廊的影响，获取进入/再入走廊的设计裕度，明确进入/再入走廊设计结果的可靠性。为适应上述新的设计要求，本文提出载人深空探测进