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摘要
空射运载火箭轨迹设计受载荷、载机安全性、姿控能力等多因素限制，为了解决空射运载火箭面临的复杂多约束条件下的轨迹优化问题，提出了一种考虑穿越距离、最大载荷约束、最大控制能力的轨迹优化设计方法。建立了机箭穿越距离模型与载荷计算模型，通过将上述模型转换为过程约束引入轨迹优化问题中，利用伪谱法对轨迹优化问题进行求解，从而实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹快速优化。在此基础上，梳理了空射运载火箭轨迹设计中影响火箭穿越距离、最大载荷的典型参数，分析了参数间的制约关系。仿真结果表明：该方法能够实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹优化，为空射运载火箭研制提供参考；从降低火箭最大飞行载荷以及总体性能提升角度考虑，空射运载火箭应在较高高度进行投放，投放后以最大角速率将攻角调节至最大值，保证火箭快速穿越稠密大气，同时应尽可能缩短穿越距离，避免火箭在低空加速。
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单位北京宇航系统工程研究所
