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횡방향 기동을 하는 위성발사체의 3차원 궤적최적화와 직접식 유도기법
3-Dimensional Trajectory Optimization and Explicit Guidance for a Satellite Launch Vehicle with Yaw Maneuver

노웅래   (한국항공우주연구원CC0186835  ); 김유단   (서울대학교 항공우주공학과UU0000691  ); 박정주   (한국항공우주연구원CC0186835  ); 탁민제   (한국과학기술원 항공우주공학과UU0001375  );
  • 초록

    Ascent trajectory optimization and explicit guidance problems for a satellite launch vehicle with yaw maneuver in a 3-dimension are considered. The trajectory optimization problem with boundary conditions is formulated as a nonlinear programming problem by parameterizing the inertial pitch and yaw attitude control variables, and is solved by using the SQP algorithm. The flight constraints such as gravity-turn and range safety conditions are imposed. An explicit inertial guidance algorithm in the exoatmospheric phase is also presented. The guidance algorithm provides steering command and time-to-go value directly using the current states of the vehicle and the desired orbit insertion conditions. The liquid propelled Delta 2910 launch vehicle is used as a numerical model.


  • 주제어

    launch vehicle .   trajectory optimization .   explicit guidance .   yaw maneuver.  

  • 참고문헌 (12)

    1. G. M. Siouris, Aerospace Avionics Systems - A Modern Synthesis, Academic Press, San Diego, 1993 
    2. D. F. Lawden, 'Rocket trajectory optimization: 1950-1963,' Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 14, no. 4, pp. 705-711, 1991 
    3. D. T. Martin, R. F. Sievers, R. M. O'Brien, and A. F. Rice, 'Saturn V guidance, navigation and targeting,' Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 4, no. 7, pp. 891-898, 1967 
    4. D. C. Chandler and I. E. Smith, 'Development of the iterative guidance mode with its application to various vehicles and missions,' Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 4, no. 7, pp. 898-903, 1967 
    5. H. J. Hom, D. C. Chandler, and V. L. Buckelew, 'Iterative guidance applied to generalized missions,' Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 6, no. 1, pp. 4-8, 1969 
    6. 노웅래, 김유단, '다단발사체의 유도제어 시스템,' 제어.자동화.시스템 공학회지, 제5권 제6호, pp.10-19, 1999년     
    7. W. Haeussennann, 'Saturn launch vehicle's navigation, guidance and control system,' Automatica, vol. 7, no. 9, pp. 537-556, 1971 
    8. R. L. McHenry, T. J. Brand, A. D. Long, B. F. Cockrell, and J. R. Thibodeau, 'Space shuttle ascent guidance, navigation, and control,' The Journal of the Astronautical Sciences, vol. 27, no. 1, pp. 1-38, 1979 
    9. 노웅래, 김유단, 이상률, 김학정, '비선형 프로그래밍을이용한 다목적실용위성 발사체의 궤적최적회,' 한국항공우주학회지, 제28권 제1호, pp. 106-114, 2000년 
    10. 노웅래, 김유단, 송택렬, '위성발사체의 궤적최적화와 최적유도 알고리듬 설계,' 제어.자동화.시스템공학논문지, 제7권 제2호, pp.173-182, 2001년     
    11. S. J. Isakowitz, J. P. Hopkins Jr., and J. B. Hopkins, International Reference Guide to Space Launch Systems, 3rd Ed., AIAA, Reston, VA, 1999 
    12. A. L. Greensite, Analysis and Design of Space Vehicle Flight Control Systems, Spartan Books, New York, 1970 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Song, Eun-Jung ; Cho, Sang-Bum ; Park, Chang-Su ; Roh, Woong-Rae 2011. "Study of an Explicit Guidance Algorithm Applicable for Upper Stages of Space Launch Vehicles" 항공우주기술 = Aerospace engineering and technology, 10(1): 89~97     

 저자의 다른 논문

  • 노웅래 (13)

    1. 2001 "위성발사체의 궤적최적화와 최적 유도 알고리듬 설계" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 7 (2): 173~182    
    2. 2002 "KSR-III 1단 자세제어 시스템 모델링 및 벤딩필터 최적 설계" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 30 (7): 113~122    
    3. 2004 "KSR-III 로켓의 관성항법시스템 개발과 비행시험 결과" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 10 (6): 557~565    
    4. 2004 "위성발사체용 GPS 수신기시스템 하드웨어 설계" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 32 (7): 142~148    
    5. 2004 "액체엔진 추력벡터제어 구동장치시스템" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 32 (5): 129~136    
    6. 2004 "KSR-III 과학로켓의 자세제어기 설계와 비행시험" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 32 (3): 88~94    
    7. 2005 "우주발사체 비행실패 사례 분석" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 33 (6): 108~115    
    8. 2005 "Unscented 칼만필터를 이용한 관성센서 복합 고장검출기법" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 33 (3): 57~64    
    9. 2010 "Attitude Controller Design and Test of Korea Space Launch Vehicle-I Upper Stage" International journal of aeronautical and space sciences 11 (4): 303~312    
    10. 2010 "나로호 발사체 1차 비행시험에서의 궤적 및 자세 분석" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 38 (3): 213~220    
  • 김유단 (38)

  • 박정주 (17)

  • 탁민제 (33)

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