吸气式高超声速飞行器控制综述,本论文为免费优秀的关于高超论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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摘 要： 吸气式高超声速飞行器控制系统的任务是在飞行包线内通过发动机提供的推力改变飞行速度并利用气动舵面偏转调整飞行姿态, 控制飞行器精确跟踪制导指令. 通过探讨高超声速飞行器的动力学特性, 从系统建模和控制策略研究两个方面对高超声速飞行器的控制系统设计研究现状进行了分析和阐述, 所得结论可为相关研究提供借鉴和参考.
关键词： 高超声速飞行器； 动力学建模； 飞行控制
中图分类号： V249.1文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2015）03-0003-05
Research Progress on Control System of AirBreathing
Hypersonic Flight Vehicles
Wang Pengfei1, Wang Jie1, Shi Jianming1, Chen Xingyang2, Yang Yurong2
（1.The Air Defense and Antimissile Institute, Air Force Engineering University, Xi′an 710051, China；
2.China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China）
Abstract： The control system function of airbreathing hypersonic flight vehicles is that making the flight vehicles track the command guidance accurately by changing the velocity through engine thrust and regulating flight attitude with deflection of rudder surface in full flight envelop. This paper discusses the dynamic characteristics of flight vehicles, and analyzes the control system development of airbreathing hypersonic flight vehicles with modeling and control law, which can provide a reference for the interrelated study.
Key words： airbreathing hypersonic flight vehicles； dynamics modeling； flight control
0引言
高超声速飞行器是指能够以大于5个马赫数持续飞行的飞行器, 分为无动力式滑翔飞行器和吸气式动力飞行器. 吸气式动力飞行器是从周围环境中获取氧气, 依靠自身发动机提供飞行动力、 控制舵调整飞行姿态, 可实现高超声速巡航和突防、 空天往返的飞行器. 具有远程快速响应、 大机动性、 高突防概率和自由进入空间的潜在优势, 主
收稿日期： 2014-12-10
基金项目： 航空科学基金资助项目（20120196006）
作者简介： 王鹏飞（1988-）, 男, 河南开封人, 博士研究生, 主要从事飞行器控制技术研究.
要以美国的高超声速飞行器试验（Hyper-X）计划为代表, 如NASA的X-43A、 美国空军的X-51A试验飞行器.
吸气式高超声速飞行器作为临近空间高超声速飞行器发展的重要研究内容, 对国家安全和和平利用空间有重要的战略意义和应用价值.
1吸气式高超声速飞行器动力学特性
1.1飞行环境复杂、 飞行包线跨度大
吸气式高超声速飞行器飞行高度覆盖了从大气层到临近空间近80 km的广阔空域, 而飞行速度跨越了5个马赫数到25个马赫数的范围, 在如此广阔而又复杂的环境中作高超声速的机动飞行, 吸气式高超声速飞行器动力学的非线性快时变特征异常明显. 当该类飞行器飞行马赫数大于5以后, 其表面的流场会出现一些明显区别于亚声速和超声速飞行的物理现象, 如薄的激波层、 真实气体效应和气动热效应, 这些现象称为高超声速效应. 高超声速效应使得吸气式高超声速飞行器的气动特性和气热特性复杂多变, 会影响飞行器飞行性能、 操纵性和稳定性.
1.2外形结构、 推进系统和空气动力学之间交叉耦合
以X-43A和X-51A为代表的新一代高超声速飞行器为减小飞行过程中的飞行阻力、 降低气动加热、 提高升阻比, 广泛采用轻质材料和大型薄壁结构设计, 气动外形为细长体、 升力体布局、 完全或部分乘波体布局, 这使得吸气式高超声速飞行器动力学系统是气动/推进/结构耦合的复杂系统, 如图1所示.
图1吸气式高超声速飞行器气动/推进/结构耦合关系
1.3高度不确定性
吸气式高超声速飞行器动力学的不确定性主要来源于三个方面：一是高超声速气流流动特征和吸气式高超声速飞行器动力学系统中的交叉耦合关系十分复杂, 且由于尚未建立充足的风洞试验和飞行测试数据库, 因此, 和亚声速和超声速飞行器相比, 吸气式高超声速飞行器的许多飞行特性还无法掌握, 其关键气动特性也很难预测； 二是高超声速飞行会经历严重的不确定气动加热环境, 由于表面材料的烧蚀而产生的飞行器结构变形和固有振动频率变化将影响飞行器的结构动力学特性和稳定性； 三是由于飞行环境复杂, 吸气式高超声速飞行器飞行过程中往往会受到各种事先无法预知的大气干扰, 如湍流、 阵风等, 气流干扰容易对飞行姿态造成扰动, 使气动舵操纵过程中发生瞬时饱和[1].
结论：关于对写作高超论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文浙大高超老师好吗论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
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