[發明專利]一種運載火箭末級再入預報方法有效
| 申請號: | 201811633582.1 | 申請日: | 2018-12-29 |
| 公開(公告)號: | CN109711069B | 公開(公告)日: | 2023-05-12 |
| 發明(設計)人: | 李宇飛;李洪波;王濤;黃輝;胡超;岳志勇 | 申請(專利權)人: | 中國運載火箭技術研究院 |
| 主分類號: | G06F30/20 | 分類號: | G06F30/20;G06F30/17;F42B15/01 |
| 代理公司: | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人: | 徐曉艷 |
| 地址: | 100076 北京*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 運載火箭 再入 預報 方法 | ||
1.一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于包括如下步驟:
(1)、獲取運載火箭末級再入大氣層前的運動參數,包括:運載火箭末級在再入點的位置、飛行速度、平均表面溫度;
(2)、根據實際的運載火箭末級形狀構造,實例化通用運載火箭末級參數化模型,并設置通用運載火箭末級參數化模型中每個組件物理特性參數,所述物理特性參數包括:組件的材料、材料密度、比熱、熔點、平均表面溫度;
之后,在每個計算周期執行如下步驟:
(3)、依據實例化通用運載火箭末級參數化模型,根據運載火箭末級的高度、飛行速度,計算運載火箭末級所受的氣動力、氣動熱;
(4)、根據運載火箭末級所受到的氣動力,更新運載火箭末級飛行速度,根據運載火箭末級所受到的氣動熱,以及運載火箭末級每個組件的物理特性參數,更新運載火箭末級每個組件平均表面溫度;
(5)、根據運載火箭末級的飛行速度和前一個計算周期運載火箭末級的位置,更新運載火箭末級的位置;
(6)、重復進行步驟(3)~(5),直到運載火箭末級到達地球表面或者運載火箭末級任意一個組件平均表面溫度到達熔點;
所述步驟(3)包括如下步驟:
(3.1)、根據運載火箭末級的高度、飛行速度,計算運載火箭末級的馬赫數Ma∞和雷諾數Re∞;
(3.2)、根據運載火箭末級的馬赫數Ma∞和雷諾數Re∞進一步確定運載火箭末級所處流區,選擇通用運載火箭末級參數化模型中每個組件相應的氣動參數計算方法;
(3.3)、根據當前運載火箭末級的飛行速度,利用步驟(3.2)所選定的通用運載火箭末級參數化模型中每個組件相應的氣動參數計算方法,計算阻力系數;
(3.4)、根據阻力系數,計算通用運載火箭末級參數化模型中每個組件相應的氣動力;
(3.5)、根據平均氣動加熱熱流,利用步驟(3.2)所選定的通用運載火箭末級參數化模型中每個組件相應的氣動參數計算方法,計算氣動熱;
(3.6)、分別對通用運載火箭末級參數化模型所有組件的氣動力、氣動熱加和匯總,得到運載火箭末級所受的氣動力、氣動熱。
2.根據權利要求1所述的一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于所述通用運載火箭末級參數化模型包括從上至下依次連接的第一箭體錐體、第一箭體柱體、第二箭體錐體、第二箭體柱體、第三箭體錐體、發動機錐體、發動機柱體,其實例化參數包括每個組件的幾何尺寸、內部結構類型、重量,所述內部結構類型包括實體或者殼體。
3.根據權利要求1所述的一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于所述步驟(3.2)的分區原則為:
當時,運載火箭末級處于自由分子流區,Th1為第一預設門限;
當時,運載火箭末級處于過渡流區,Th2為第二預設門限;所述第二預設門限Th2的取值范圍:0.9~1.1;
當時,運載火箭末級處于連續流區。
4.根據權利要求3所述的一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于所述第一預設門限Th1的取值范圍:9~11。
5.根據權利要求3所述的一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于所述步驟(3.2)具體為:
當運載火箭末級處于連續流區時,選取Dahlem-Buck法;
當運載火箭末級處于自由分子流區時,選取波爾茨曼法;
當運載火箭末級處于過渡流區時,選取橋函數法。
6.根據權利要求5所述的一種運載火箭末級再入預報方法,其特征在于所述橋函數法所選取的橋函數為sine-squared橋函數。
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