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Physical Modeling and Simulation of Structural Flexibility in Reusable Launch Vehicles for GNC Algorithms Verification and Validation

Minnozzi, Riccardo und Fari, Stefano und Maces Hernandez, Jose Alfredo und Marchetti, Francesco (2025) Physical Modeling and Simulation of Structural Flexibility in Reusable Launch Vehicles for GNC Algorithms Verification and Validation. In: AIAA SciTech 2025 Forum. SCITECH 2025, 2025-01-06 - 2025-01-10, Orlando, FL, United States. doi: 10.2514/6.2025-1562. ISBN 978-162410723-8. ISSN 978-162410723-8.

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2MB

Kurzfassung

This paper proposes a methodology for the a-causal physical modeling and simulation of structural bending dynamics in launch vehicles. The approach is particularly relevant to Reusable Launch Vehicles (RLVs) due to the increased structural loads in specific mission phases, such as boost-back and landing. Additionally, it has the goal of enhancing the Verification and Validation (V&V) process of Guidance, Navigation and Control (GNC) algorithms, whose robustness against structural deformations is to be proven. To this purpose, the mathematical background and the bending dynamics are illustrated. The related physical model is implemented using Modelica, an object-oriented a-causal modeling language, and integrated into a complete vehicle simulation model. The structural flexibility is considered excited only by the engine with its Thrust Vector Control (TVC) actuation system. As such, the performed analysis focuses on those phases of the mission mostly affected by the TVC actuation, namely boost-back and landing. Numerical results from an end-to-end RLV mission profile are discussed. A comparison between the devised a-causal model and its causal counterpart is provided, highlighting the added fidelity obtained by the chosen approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/211336/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Physical Modeling and Simulation of Structural Flexibility in Reusable Launch Vehicles for GNC Algorithms Verification and Validation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Minnozzi, RiccardoTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fari, StefanoStefano.Fari (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5595-6905199493598
Maces Hernandez, Jose AlfredoJose.MacesHernandez (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4579-6121199493600
Marchetti, Francescofrancesco.marchetti (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4552-0467199493601
Datum:Januar 2025
Erschienen in:AIAA SciTech 2025 Forum
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2025-1562
ISSN:978-162410723-8
ISBN:978-162410723-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:physical modeling, bending, flexibility, reusable launch vehicles, simulation, modelica
Veranstaltungstitel:SCITECH 2025
Veranstaltungsort:Orlando, FL, United States
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 Januar 2025
Veranstaltungsende:10 Januar 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Navigations- und Regelungssysteme
Hinterlegt von: Fari, Stefano
Hinterlegt am:13 Jan 2025 13:50
Letzte Änderung:12 Dez 2025 09:44

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