面向弹道优化的高超声速再入飞行器模态稳定性分析

面向弹道优化的高超声速再入飞行器模态稳定性分析

论文摘要

为研究高超声速再入飞行器沿弹道的自由扰动运动的稳定性,考虑大气密度随高度的变化和引力梯度,建立了高超声速无动力再入纵向动力学小扰动线性化方程,然后获得转移矩阵和特征方程,在此基础上进行沿弹道的纵向模态分析。利用二次曲线及基于类型函数和形状函数(CST)的方法提出升力式高超声速飞行器气动布局,并采用工程估算方法获得飞行器气动特性数据。针对最大射程、最小射程和跳跃弹道等典型再入弹道进行沿弹道的模态稳定性分析,得到高超声速再入弹道高度模态、沉浮模态和短周期模态稳定性沿弹道的变化特征。从稳定性的角度,对弹道优化提出建议:应避免所设计的弹道产生太大的跳跃,即使是牺牲一些射程上的性能,因为跳跃会使短周期模态和沉浮模态产生更多的不稳定特征根。

论文目录

  • 1 高超声速飞行器再入纵向运动模型
  • 2 纵向动力学方程小扰动线性化
  • 3 高超声速飞行器气动特性分析
  • 4 典型弹道模态稳定性分析
  •   4.1 优化弹道模态
  •   4.2 无约束跳跃弹道模态
  •   4.3 最大射程弹道典型状态
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 雍恩米,刘深深,程艳青,钱炜祺

    关键词: 高超声速,动力学,稳定性,模态,弹道优化

    来源: 航空学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所

    基金: 空气动力学国家重点实验室基金(SYSJJ3515006)~~

    分类号: V412

    页码: 42-51

    总页数: 10

    文件大小: 511K

    下载量: 278

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