论文部分内容阅读
针对各种任务需求,为了利用浮空器的优点,规避目前常规零压浮空气球平台的部署缺陷,提出了本文利用运载器应急发射至目标空域,利用携带高压气瓶,通过充气装置完成浮空平台的减速充气,再基于临近空间底部存在的零风带风场特性实现定区域驻留的平台方案。对此系统方案通过从装填空间、高空减速充气、定区域控制三个方面入手论证其有效性。全文的主要内容如下: 研究了各国浮空平台的研究现状及发展趋势,总结了以往浮空平台部署过程的缺陷,分析了本文箭载浮空平台的研究意义。介绍了平台的特点,明确了部署中的关键技术以及其解决途径;分析了平台的组成和工作方式。初步分析设计了浮空平台重要的相关部件及估算了所需装填容积,论证了把浮空平台装填进箭头限定容积空间的构想可行; 定义了部署过程的相应坐标系,把浮空平台减速充气过程分为降落伞充气阶段、降落伞稳降阶段、浮空器拉直阶段、浮空器充气阶段四个阶段,采用凯恩法建立了各个阶段9自由度多体动力学数学模型。最后,利用matlab简化编程,并进行了模拟仿真计算,并对开伞弹道、降落伞收口时间、风场、浮空器充气速度对平台减速飞行过程相关参数的影响进行了深入的分析,论证了浮空平台在高空能够完成充气作业。 对定点控制过程工作原理进行了介绍,比较了控制方案,初步设计了简单的控制策略,完成了浮空平台定点控制过程动力学及运动学建模,完成浮空平台的东西机动调整和寻找零风带的仿真计算,总结了浮空平台定点控制的一般规律,达到了论证了浮空平台在能够实现零风带定点控制的要求。 研究结果表明:该浮空平台能够实现平流层快速部署和定区域驻留,实现对特定区域的全天候、长航时稳定的信息获取。