Variaciones de las propiedades dinámicas de un lanzador satelital en su fase atmosférica
La envolvente de vuelo de un lanzador satelital para la inyección orbital involucra distintas etapas. La primera de ellas se desarrolla en las capas atmosféricas más densas; donde la interacción entre efectos aerodinámicos, gravitatorios e inerciales determinan el comportamiento dinámico del vehícul...
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| Autores principales: | , , |
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| Formato: | Objeto de conferencia |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Acceso en línea: | http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/162185 |
| Aporte de: |
| Sumario: | La envolvente de vuelo de un lanzador satelital para la inyección orbital involucra distintas etapas. La primera de ellas se desarrolla en las capas atmosféricas más densas; donde la interacción entre efectos aerodinámicos, gravitatorios e inerciales determinan el comportamiento dinámico del vehículo. En esta fase, las condiciones de vuelo cambian significativamente, comenzando con velocidad nula a nivel del mar hasta alcanzar velocidad supersónica y alturas estratosféricas; al tiempo que varían fuertemente las propiedades másicas (masa total, tensor de inercia y posición del centro de gravedad) por consumo de los propelentes. Todo esto se refleja en cambios profundos en la dinámica de la aeronave, lo cual condiciona fuertemente el diseño de los lazos de control del vehículo.
En este trabajo se analizan estos cambios dinámicos. Para ello se recurre a un modelo de cuerpo rígido para el vehículo, modelos cuasi-estacionarios para las cargas aerodinámicas, y un modelo predeterminado de variación temporal de parámetros másicos.
En principio, un modelo de 6 grados de libertad describe completamente la dinámica de cuerpo rígido de un lanzador. Pero teniendo en cuenta las propiedades de simetría, este problema puede reducirse a 3 grados de libertad, desacoplando la dinámica lateral de la longitudinal. En función de esto, se plantea un modelo dinámico que, linealizado alrededor de una trayectoria nominal, permite obtener un modelo en espacio de estados lineal variante en el tiempo.
A partir de este modelo se analiza la influencia de los parámetros másicos y las condiciones aerodinámicas en la dinámica del lanzador para la fase atmosférica, que se asume hasta los 70 km. de altura. se estudia el comportamiento de los modos naturales de respuesta para definir de forma cualitativa y cuantitativa los cambios significativos en esta dinámica. |
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