國(guó)家載人航天工程快速發(fā)展，航天器以極高速度跨流域往返大氣層飛行涉及十分復(fù)雜的非平衡空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。對(duì)航天器進(jìn)行精細(xì)化氣動(dòng)設(shè)計(jì)與飛行航跡確定、定軌預(yù)報(bào)是航天器安全回收的重要課題。
在國(guó)家973計(jì)劃“航天飛行器跨流域空氣動(dòng)力學(xué)與飛行控制關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題研究”項(xiàng)目支持下，中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心李志輝團(tuán)隊(duì)建立了在軌服役期滿航天器離軌隕落再入全流域飛行航跡預(yù)報(bào)技術(shù)，研制了國(guó)內(nèi)首個(gè)大型航天器無(wú)控隕落氣動(dòng)力熱環(huán)境與結(jié)構(gòu)響應(yīng)變形軟化失效/復(fù)合材料熱解燒蝕/解體飛行航跡預(yù)報(bào)模擬系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器隕落再入解體飛行航跡預(yù)報(bào)及危害性分析，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)接實(shí)施了“天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器無(wú)控隕落再入解體飛行航跡預(yù)報(bào)及危害性分析”重大工程任務(wù)，逐步實(shí)現(xiàn)了“追上掌控、主動(dòng)預(yù)報(bào)”天宮一號(hào)無(wú)控隕落飛行航跡，對(duì)天宮一號(hào)進(jìn)行了實(shí)時(shí)軌道衰降與隕落再入過(guò)程的預(yù)測(cè)跟蹤，并對(duì)天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器無(wú)控隕落再入大氣層飛行航跡計(jì)算預(yù)報(bào)與復(fù)核復(fù)算驗(yàn)證評(píng)估工作。2018年4月2日，天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器隕落再入大氣層110km~56km多次解體，形成碎片殘骸墜落在南太平洋，進(jìn)一步驗(yàn)證了預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠性。
天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器再入過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，開(kāi)辟了大型航天器無(wú)控隕落再入解體飛行航跡數(shù)值預(yù)報(bào)的新途徑，提高了我國(guó)在載人航天領(lǐng)域的科技實(shí)力和國(guó)家影響力，對(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)航天大國(guó)的愿景具有重要意義。
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