针对RLV发动机推力下降故障的弹道与制导律优化

作者：李远东; 邵小东; 胡庆雷^*; ***; 潘豪

来源：航天控制, 2022, 40(02): 3-8.

DOI：10.16804/j.cnki.issn1006-3242.2022.02.002

• 可重复利用运载火箭
• 发动机故障
• 弹道优化
• ZEM/ZEV制导律
• 粒子群优化算法

针对RLV(可重复利用运载火箭)发动机推力下降后助推段与返回段的协调弹道优化问题，提出了弹道评估与决策方案及新型优化制导律。首先基于弹道数值积分与入轨机械能设计了针对RLV助推段推力下降故障的运载与返回能力评估与决策方案，得到效益最优的弹道决策区间。进而设计利用PSO(粒子群优化算法)优化ZEM/ZEV(零控脱靶量)制导律的弹道优化方案。在助推段发动机推力下降后优化关机与落地时间使入轨与返回能力综合最优；在助推级分离后优化二次点火高度与制导律参数使其满足最大热流约束；在降落段推力进一步下降后，精细优化落地时间与制导参数以实现精确软着陆。仿真结果表明，本文提出的方案提高了RLV在发动机推力下降情况下的入轨与着陆能力，且算法计算量小，结构简单。

• 单位
  北京航天自动控制研究所; 北京航空航天大学