高超声速飞行器周期跳跃巡航轨迹设计与仿真

论文摘要

针对临近空间有动力高超声速飞行器(NSPHV)周期跳跃巡航轨迹的设计规划问题,提出了一种基于飞行动力模型与多约束条件下的轨迹简单规划方法。首先,建立NSPHV动力学模型;其次,根据NSPHV周期性跳跃巡航飞行特点设计了以高度为节点约束、攻角为控制量的制导飞行方案,把攻角设成关于高度的简单分段周期函数,段与段之间以一定的攻角变化率连接,并利用直接法对攻角进行求解。最后仿真得到速度、航迹倾角、高度均具有一定周期性的NSPHV跳跃巡航飞行轨迹,同时分析了初始高度、初始速度以及初始航迹倾角对飞行轨迹的影响。结果表明:该方法是一种简单有效的周期巡航轨迹规划方法,而且生成的轨迹具有一定的稳定性,不易受初值影响。

论文目录

• 1 类X-51A飞行器建模
•   1.1 基本假设
•   1.2 大气密度模型
•   1.3 动力学模型
•   1.4 气动力模型
•   1.5 发动机模型
• 2 周期跳跃巡航轨迹设计
•   2.1 飞行方案
•   2.2 约束条件
•     1) 过载约束
•     2) 动压约束
•     3) 热流率约束
•     4) 节点状态量和控制量约束
•   2.3 算法步骤
• 3 仿真及分析
•   3.1 仿真场景1
•   3.2 仿真场景2
•   3.3 仿真场景3
•     1) 改变飞行器初始高度, 仿真得飞行器巡航段飞行弹道和航程见图8～9。
•     2) 改变飞行器初始速度, 仿真的飞行器飞行弹道和航程见图10～11。
•     3) 改变飞行器初始航迹倾角, 仿真得飞行器飞行弹道和航程见图12～13。
• 4 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 叶泽浩,毕红葵,段敏,曲智国,李凡,董宇辉

关键词: 有动力高超声速飞行器,周期跳跃巡航,轨迹设计,多约束

来源: 空军工程大学学报(自然科学版) 2019年01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: 空军预警学院

基金: 国家自然科学基金(61401504)

分类号: V211;V411.8

页码: 67-72+89

总页数: 7

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