空天飞行器制导控制技术发展思考

针对空天飞行器结构大型化、飞行包线扩展和可重复使用等要求对制导控制技术带来的技术难题,通过回顾国外高超声速飞行器制导控制技术进展,梳理空天飞行器面临的技术难点,详细分析了需要开展的制导控制技术方向,重点关注了动力学建模技术、轨迹优化与高精度制导技术和强稳定控制及执行机构技术,并给出了问题解决思路的初步构想。     

美国X-33空天飞行器项目回顾与总结

X-33是美国在1996—2001年研制的一种亚轨道可重复使用空天飞行器验证机,主要目的是降低全尺寸可重复使用飞行器的研制和使用风险。尽管X-33最终下马,但其研究过程中不乏成功之处。结合NASA肯尼迪航天中心2011年发表的对X-33空天飞行器项目的总结,全面展示了美、欧等西方国家对空天飞行器的研发现状。     

X-37B在轨469天后成功返航

太平洋夏令时2012年6月16日5∶48AM,美国空军可重复使用无人空天飞行器——X-37B轨道试验飞行器(Orbital Test Vehicle,OTV)安全着陆于范登堡空军基地。美国空军、范登堡空军基地、波音公司等多家网站进行了披露。OTV-2于2011年3月5日从美国佛罗里达卡纳维拉尔角空军基地发射,在轨飞行共计469天,创造了新的纪录。     

X-37B成功返航

2012年6月16日,美国空军可重复使用无人空天飞行器——X-37B轨道试验飞行器安全着陆于范登堡空军基地。美国空军、范登堡空军基地、波音公司等多家网站进行了披露。     

“空天飞行器总体设计技术”专栏征稿启事

高超声速导弹、高超声速飞机和天地往返可重复使用飞行器等空天飞行器的研究与装备已成为世界各国抢占战略制高点、提升综合国力、开展大国竞争与博弈的重要抓手之一。为保证远程、快速和大范围机动能力,空天飞行器必须在具备高升阻比的同时,兼顾飞行稳定性和操纵性,其外形布局设计难度极大。由于其具有宽空域宽速域飞行、过程及终端约束多样、飞行剖面复杂、不确定性及非线性强、需根据态势感知应对飞行任务变更等特点,其总体设计技术研究备受关注。     

欧洲高超声速技术发展路线研究

以2012年第17届AIAA国际空天飞行器与高超声速系统技术会议上法国航空航天研究院进行的题为《欧洲高超声速综述》的报告为线索,对欧洲高超声速研究现状进行分析与梳理,将研究主要分为空间进入、航空运输和基础研究等领域,并对每个领域内的典型项目进行了技术性的研究。通过分析可以看出,欧洲的高超声速项目多瞄准远期空天飞行等目标,武器装备发展意图并不明确。此外,欧洲的高超声速飞行器相关技术并不成熟,短期内可能处于技术研究阶段,不能进行试飞或投入应用。     

空天飞行器制导控制技术展望

总结了空天飞行器特点、优势及发展现状,通过飞行任务形态分析可以看出,空天飞行器面临复杂的环境特性、任务特性及对象特性。在此基础上,概括了面向空天飞行制导控制面临的技术挑战,包括复杂的动力学特性、多约束强耦合轨迹特性、高要求的稳定控制和高难度的探测与识别等,最后针对技术挑战对后续发展方向提出了思考与建议。     

空天飞行器气动技术研究

气动技术的研究对于认识空天飞行器飞行环境和发展其他关键技术有巨大推动作用。根据空天飞行器的任务环境及外形特点分析了空天飞行器研究涉及的高温/稀薄等复杂流动机理、复杂耦合环境下气动特性的预测与验证、大空域宽速域高升阻比气动布局设计等三个气动方面的关键问题,并探讨了解决上述问题所需开展的关键技术,为后续空天飞行器的研究提供了一定的指导与借鉴。     

空天飞行器大气传感技术研究

根据空天飞行器的特点和大气传感系统的技术类型,调研了国外典型空天飞行器的大气传感系统技术,明确了嵌入式大气数据传感技术适合空天飞行器,在此基础上分析了嵌入式大气数据传感系统的组成方案,并针对空天飞行器的特殊需求,梳理了嵌入式大气数据传感系统关键技术。     

高速飞行器编队通信保持控制与协同制导技术研究综述

在高速武器平台网络化的背景下,对于高速滑翔飞行器（以下简称“高速飞行器”）的研究不再局限于多约束下的制导方法,而是亟须破解多飞行器协同制导控制技术难题。通过总结部分军事大国研制高速飞行器的发展历程,分析了目前多飞行器协同作战的发展现状与趋势,进而引出研究多飞行器协同制导控制技术的必要性。随后分别对编队通信保持控制技术、带飞行时间约束的协同制导控制技术以及带飞行角度约束的协同制导控制技术的研究现状进行了梳理,为多高速飞行器协同作战探索解决思路,最后对多飞行器协同制导控制技术的未来发展方向进行了展望。     

复杂环境影响下空天飞行器智能决策与控制方法发展分析

空天飞行器在维护国家安全、应对潜在空间冲突、获取太空战略资源等方面具有极其重要的地位,重点面向空天往返飞行器安全运行的重大需求,对空天飞行器的威胁轨迹预测、行为决策、轨迹优化及姿态控制方法进行了综述分析.在空天飞行器威胁轨迹预测方法上,分别从基于模型、基于概率统计和基于神经网络的轨迹预测方法进行了综述;在空天飞行器行为...     

临近空间高速飞行器及其动力系统发展现状

随着科学技术的不断进步,临近空间高速飞行器技术得到了迅速发展。分别从助推-滑翔飞行器、吸气式动力巡航飞行器和空天往返飞行器三个方面,系统地介绍了近年来国外临近空间高速飞行器的发展现状,分析了其发展趋势,并总结了国外临近空间高速飞行器动力系统的发展现状。     

波音公司将为航宇局建造下一个X飞行器

美国国家航宇局按照其未来X计划已选择波音公司建造下一个X系列实验飞行器.未来X计划是一项验证以低成本进入空间的计划.这种可重复使用的无人驾驶先进技术飞行器(ATV)可能将被定名为X-37,它将由航天飞机投放来验证自主在轨飞行、再入和着陆.按照现在的计划,这种飞行器将于2001年年中在爱德华空军基地由B-52飞机投放,进行首次大气层飞行试验,接着于2002年进行航天飞机投放试验.至时它将成为在轨道环境和再入环境飞行的首枚实验飞行器.     

美国X系列验证机的发展

目前 ,美国工业部门正在积极要求政府对X 系列验证机提供更多的资金支持 ,以便在空天领域保持技术优势。从研制X 1飞机到发展目前的X 5 0飞机 ,已经经过了 5 6年 ,美国这一著名的系列验证机为航空航天领域的科技进步作出了独特的贡献。最近几年来 ,由于强调验证无人驾驶飞行器技术和可重复使用飞行器 ,X系列飞机的发展开始加快速度。美国工业界希望步子迈得更大 ,它们认为飞行验证机的研究有助于吸引新的优秀人才 ,促进技术开发和保留住富有经验的工程技术人员。尽管由于技术和预算方面的原因 ,在现代X系列验证机计划中不成功的比率很高 ,…     

2015年临近空间与空天飞行器控制技术研讨会征文通知

<正>为深入研究飞行器控制理论、控制技术与工程应用的新结合点,交流飞行控制方法的深层次机理、模型特性中的物理机理问题,探讨飞行控制中的新方法、新思想、新概念及其在工程应用中的新方向,由北京空天技术研究所主办、先进制导控制技术重点实验室、北京海鹰科技情报研究所、哈尔滨工业大学联合承办的2015年临近空间与空天飞行器控制技术研讨     

组合动力空天飞行若干科技关键问题

组合动力运载器具有低成本、高可靠、快响应、强机动的优势,近年来已经成为未来重复使用航天运输系统的重要方向.针对组合动力运载器,从原理层面分析了技术特点,并与传统火箭动力运载器进行了对比;系统地回顾了国内外组合动力运载器的发展历程与研究现状;结合组合动力运载器飞行剖面,分析了组合动力空天飞行面临的难点问题和技术挑战,探讨...     

高超声速飞行器控制研究进展

高超声速飞行器(Hypersonic Flight Vehicle,HFV)作为一种新型快速突防和远程打击与运输的工具,在国防装备发展与民用空天技术应用中发挥着极其重要的战略作用。文章回顾了HFV的发展历程,介绍了HFV的动力学特性及其对控制科学的挑战,重点阐述了几种常用的HFV飞行控制进展情况,并指出当前研究的不足之处,为今后HFV飞行控制指明了研究方向。     

临近空间与重复使用技术研究

重复使用运载器具有快速、廉价的特性和潜在的军事应用价值,是自由进出空间的重要技术途径之一。加快推进临近空间与重复使用技术融合发展,将显著提升中国自由进出空间的能力,在空天领域竞争中占据有利地位。基于国内外发展情况,梳理了重复使用技术发展途径,深入分析了发展趋势和发展启示,从传统运载火箭构型、升力式火箭动力和组合动力3个方面探讨了重复使用技术的特点和难点,并提出了重复使用技术面临的挑战。     

基于改进标称轨道法的再入轨迹设计

对航天飞机标准轨道法进行改进,在更新部分D-V剖面、更新整个D-V剖面的基础上,提出第3种剖面更新的方法,以下简称修正标准飞行剖面参数法。该方法在考虑当前飞行时刻的瞬间,平移整个标准飞行剖面,以满足航程要求;采用轨道跟踪控制技术跟踪标准飞行剖面,使得实际航程逼近标准航程;该方法不更新D-V剖面,降低了算法的复杂性,减少计算量并具有较高的制导精度。基于该方法对NASA马歇尔空间飞行中心研究的空天飞行器模型进行再入轨迹设计,仿真结果表明,该方法获得的轨迹不仅能满足过载、热流和动压等过程约束及终端约束,并且轨迹光滑,无跳跃,具备一定的工程应用价值。     

空天飞行器气动外形构想

对翼身组合体、融合体和乘波体等三种高升阻比空天飞行器外形进行了分析,针对不同的任务使命提出了不同的空天飞行器外形方案,并对空天飞行器外形设计时需注意的几个问题进行了分析。