北京航空航天大学张曙光教授团队——液体推进剂晃动诱发RLV再入末端飞行振荡的预测与抑制研究 | MDPI Aerospace

本文由北京航空航天大学张曙光教授团队完成，发表于MDPI Aerospace期刊。研究针对液体推进剂晃动诱发可重复使用运载器(RLV)再入末端飞行振荡问题，建立了涵盖液体晃动效应的刚-液-控耦合飞行动力学模型。背景方面，RLV采用液体推进剂，在再入返回跨速域飞行中，剩余液体晃动可能引发持续振荡甚至发散，危及飞行安全。研究目的旨在通过预测晃动诱发飞行振荡区域，并设计主动控制策略进行抑制。方法上，团队采用传递函数描述液体晃动力效应，通过频域分析剖析影响机理，并仿真验证了增强闭环系统阻尼、分离耦合频率、频率整形补偿等策略的有效性。结论表明，液体晃动本质是特定频段的负阻尼影响，严重耦合出现在低阻尼系统主导频率或晃动力效应最强处；综合使用上述控制策略可获得最佳抑制效果。研究为新型RLV的晃动-飞行耦合分析提供了动力学理论支持，具有工程应用价值。