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大型航天器無控再入氣動穩定性分析
徐藝哲; 萬千; 左光; 石泳 北京空間技術研制試驗中心; 北京100094
關鍵詞：艙外部件 配平點 氣動穩定性 受控再入 無控隕落
摘要：大型航天器在軌運行壽命終止后,為避免墜落在人口稠密地區造成事故,一般通過控制其主動離軌再入,使其墜落在南太平洋航天器墳場區域。再入大氣層過程中受氣動作用影響劇烈,航天器氣動穩定性對再入姿態及姿態保持有直接影響,從而影響到再入軌道。為分析質心位置、航天器艙外部件等對航天器氣動穩定性的影響,文章利用快速氣動力方法,獲得了航天器在不同工況下的氣動力矩特性,進而分析其氣動穩定性。對于給定質心位置的航天器,隨著艙外部件不斷解體,從單配平點轉變為多配平點。而對于不同質心位置,質心位置接近端面時僅存在單配平點,位于中部則可能出現多配平點。因此,對于需要再入的大型航天器,其質心位置及艙外部件在設計階段就應考慮其對再入氣動穩定性的影響,始終保持在單配平點工況,以降低再入過程姿態、軌道控制技術難度。
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