高超声速飞行器上升段轨迹与制导方法研究

"吸气式组合动力高超声速飞行器上升段制导方法研究" 本文主要探讨了吸气式组合动力高超声速飞行器在上升阶段的飞行轨迹设计与制导策略。针对涡轮/冲压/火箭三组合动力系统水平起降的高超声速飞行器，研究的重点在于其在不同飞行速度范围内的特性差异，以及如何有效地应对这些挑战。 首先，考虑到组合动力发动机在宽速域内的多模态工作模式和高低速条件下的气动特性变化，作者们分别对涡轮阶段、引射阶段、纯冲压阶段和冲压火箭阶段进行了深入的研究。他们设计了各个阶段的飞行攻角剖面和火箭流量剖面，这有助于优化飞行器在不同阶段的能量管理和姿态控制，将原本复杂的无穷维轨迹优化问题转化为可处理的有限维参数规划问题。 接下来，基于轨迹线性化控制理论，研究人员对上升段的轨迹跟踪制导律进行了设计。他们提出了确保闭环稳定性和控制品质的制导参数选择准则，这能保证飞行器在复杂动态环境中仍能精确地按照预设轨迹飞行。 通过数值仿真分析，作者们验证了所提出的轨迹设计和制导方法的有效性。仿真结果表明，这种方法能够有效解决高超声速飞行器在上升段的轨迹优化和制导问题，确保飞行器在不同飞行阶段的性能和安全性。 关键词：高超声速飞行器；轨迹优化；上升制导；轨迹线性化控制 该研究对于推动我国在高超声速飞行器技术领域的进步具有重要意义，尤其是在应对复杂动力系统和气动特性挑战方面提供了新的理论支持和解决方案。此外，国家自然科学基金的支持也显示出这一领域的研究受到了国家的高度重视。