一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法
专利汇可以提供一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种两级入轨可重复使用 飞行器 规模估算方法，包括如下步骤：步骤一、计算预设尺寸下飞行器的第二级结构 质量 ；步骤二、计算第二级所需推进剂质量；步骤三、在第二级结构有效容积足够装载第二级推进剂和有效 载荷 后得到第二级结构尺寸和质量规模参数；步骤四、计算预设尺寸下飞行器的第一级结构质量；步骤五、计算第一级所需推进剂质量；步骤六、在第一级结构有效容积足够装载第一级推进剂后得到第一级结构尺寸和质量规模参数。本发明方法可系统评估两级入轨可重复使用飞行器在符合入轨需求情况下的结构规模，并可用于分析 发动机 、 燃料 、轨道等不同因素对整体结构尺寸和质量规模的影响。，下面是一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法专利的具体信息内容。
1.一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、计算预设尺寸下飞行器的第二级结构质量；
步骤二、以载荷质量和第二级结构质量为基础，利用飞行器的加速过程与推进剂消耗量的关系计算第二级所需推进剂质量，然后确定第二级推进剂体积；
步骤三、判断第二级结构有效容积是否足够装载第二级推进剂和有效载荷：如果否，则改变第二级结构尺寸后返回第一步；如果是，则得到第二级结构尺寸和质量规模参数；
步骤四、计算预设尺寸下飞行器的第一级结构质量；
步骤五、以第一级结构质量为基础，利用飞行器的加速过程与推进剂消耗量的关系计算第一级所需推进剂质量，然后确定第一级推进剂体积；
步骤六、判断第一级结构有效容积是否足够装载第一级推进剂：如果否，则改变第一级结构尺寸后返回第四步；如果是，则得到第一级结构尺寸和质量规模参数。
2.根据权利要求1所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
所述第二级结构质量的计算公式如下：
机身质量：
机翼质量：
垂尾质量：
热防护系统：
其中，Abody为机身表面积，bstr为半弦长位置机翼展长，bbody为机身最大宽度，bvert为尾翼展长，Mland为着陆质量，Nz为极限过载，Sbody为机身投影面积，Sexp为机翼外露面积，Svert为垂尾面积，Sbf为体襟翼面积，troot为翼根厚度，(t/c)vert为尾翼翼型相对厚度，η为机翼效率因子，Kwing为机翼材料常数，Kct为翼面通过常数。
3.根据权利要求2所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
在计算出第二级所需推进剂质量、确定第二级推进剂体积之前，先判断着陆质量是否收敛：
如果收敛，则直接由第二级所需推进剂质量确定第二级推进剂体积；如果不收敛，则改变第二级结构尺寸后返回第一步。
4.根据权利要求1所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
所述第一级结构质量的计算公式如下：
机身质量：
机翼质量：
垂尾质量：
着陆质量：Mlg＝62.21(MTO×10-3)0.84
其中，A为展弦比，D为机身高度，L为机身长度，Ma为马赫数，Nz为极限过载，Srud为方向舵面积，Sscw为操纵面总面积，Svert为垂尾面积，Sw为梯形机翼面积，(t/c)root为翼型相对厚度，W为机身宽度，MTO为起飞质量，λ为机翼尖梢比，Λ为25％MAC机翼后掠角，Λvert为25％MAC垂尾后掠角，Rvert为尾翼尖梢比。
5.根据权利要求4所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
所述起飞质量等于第二级结构质量、第一级结构质量和第一级推进剂质量之和。
6.根据权利要求5所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
在计算出第一级所需推进剂质量、确定第一级推进剂体积之前，先判断起飞质量是否收敛：
如果收敛，则直接由第一级所需推进剂质量确定第一级推进剂体积；如果不收敛，则改变第一级结构尺寸后返回第四步。
7.根据权利要求1所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
计算第二级所需推进剂质量的方法为：
(1)建立飞行器加速运动方程：
式中，m为飞行器质量，V为飞行器速度，T为发动机推力，D为飞行器阻力，g为重力加速度，γ为飞行器爬升角，Isp为发动机比冲；
(2)对飞行器加速运动方程积分得到：
式中，μ为飞行器总质量和发动机结束工作后的剩余质量之比，△V＝V2-V1为飞行器速度增量，△Vg＝2g(H2-H1)/(V1+V2)为重力损失量或势能增加量，V1和H1分别表示飞行开始时的速度和高度，V2和H2分别表示结束时的速度和高度；
(3)根据预设的发动机性能和飞行剖面确定参数T、D、V1、V2、H1、H2和Isp，由此计算得到第二级所需推进剂质量。
8.根据权利要求7所述的一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法，其特征在于：
计算第一级所需推进剂质量的方法为：
(1)建立飞行器加速运动方程：
式中，Ieff为吸气推进模态下燃料的等效比冲；
(2)对飞行器加速运动方程积分得到：
式中，
(3)根据预设的发动机性能和飞行剖面确定参数T、D、V1、V2、H1、H2和Ieff，由此计算得到第一级所需推进剂质量。
一种两级入轨可重复使用飞行器规模估算方法
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