美国高超声速飞行器级间分离控制技术研究

高超声速飞行器采用复杂气动外形,级间分离过程中飞行动压比较大,存在非常强的气动力干扰作用,使得高超声速飞行器级间分离控制成为了亟待解决的关键问题。以美国航天飞机、X-43A、Ares I火箭为例,介绍了美国在高超声速飞行器级间分离控制技术方面的研究成果,包括分离方案、控制策略、仿真分析、飞行试验结果等。     

高超声速飞行器仿真模型验证研究

针对高超声速飞行器仿真模型是否可信的问题,在对常用模型验证方法优缺点与适用范围分析的基础上,提出高超声速飞行器仿真模型验证方案.采用时、频域方法,对高超声速飞行器仿真模型进行验证,得出仿真模型的可信度.实验结果表明,采用时、频域分析方法,为高超声速飞行器仿真模型的可信度评估提供了一种较为有效的方法和途径.     

美国考虑研制高超声速飞行器

美国国防高级研究计划局正在探索是否着手研制可在高层大气层中“跳跃”飞行的高超声速可重复使用飞行器。这种飞行器能在 2h内飞行 2 0 0 0km ,将军用有效载荷运送到世界任何地方。这种飞行器装备武器后可实施远程快速打击 ,同时也可兼作两级入轨发射装置的第一级。这一概念并不是新近提出的 ,劳伦斯 利弗莫尔国家实验室的工程技术人员早在几年前就萌发了这一设想 ,他们认为在大气层中跳跃飞行是扩大飞行器航程的有效方法。在经过几年的深思熟虑后 ,国防高级研究计划局似乎准备把这一概念从图纸转变成演示器。这种高超声速飞行器称作Hype…     

某新型级间分离机构分析与动力学分离仿真

由飞行器级间分离性能分析的需要,文中针对所设计的新型级间分离机构分离过程做仿真分析。利用ANSYS分析了点火解锁的动力学细节,获得了准确的解锁时间;进而运用数值模拟对分离的全过程进行了仿真,获得了飞行器在分离前后的运动特性。通过将仿真结果与实验数据的对比验证了该分析方法的准确性和分离方案的可行性,为该分离机构的进一步应用与优化提供了可靠的参考依据。     

国外高超声速飞行器红外辐射特性研究现状分析

简要介绍了国外高超声速巡航导弹、高超声速助推滑翔飞行器以及高超声速飞机的发展概况,分析了高超声速飞行器红外辐射特性研究中外部连续-稀薄流场仿真和辐射特征计算两个关键技术,指出研究过程中面临气体多组分非平衡效应难题,最后,对高超声速飞行器红外辐射特性研究的发展趋势进行了展望.     

RBCC高超声速飞行器粘性效应分析研究

针对高超声速飞行器飞行过程中粘性对气动特性的干扰效应,探讨了高超声速粘性效应的相关理论,应用CFD数值模拟方法对RBCC高超声速飞行器巡航阶段的粘性效应进行了研究,在此基础上考察了粘性对高超声速飞行器轴向力系数和升阻比的影响.计算获得了飞行器巡航阶段下的气动特性曲线.将其应用于高超声速飞行器概念设计中,数值模拟结果作为高超声速飞行器结构和气动分析的初步准备工作是必须及合理的.     

高超声速飞行器制导控制及一体化设计方法

针对高超声速飞行器制导与姿态控制问题,从慢回路质心制导、快回路绕质心姿控、制导控制联合设计和制导控制一体化设计四个层面对高超声速飞行器制导控制方法进行了总结综述。基于当前各国高超声速飞行器的发展脉络和高超声速飞行器典型飞行特点归纳总结制导与姿态控制方法的重难点;以飞行阶段为准则分别阐述了高超声速飞行器助推段、滑翔段和俯冲段的制导策略及其内涵,结合现代控制理论剖析了已成功用于高超声速飞行器姿态控制的非线性控制过程;基于已公开的有限数目的文献,对高超声速飞行器制导控制联合设计和制导控制一体化设计方法进行了分析。最后,对高超声速飞行器制导控制一体化全集成设计的思路和趋势进行了探索总结。     

吸气式高超声速飞行器控制研究综述

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与参考。     

高超声速飞行器尾迹转捩及其对雷达散射截面的影响

当飞行器在大气层中以高超声速飞行时,在下游形成的等离子体尾迹有可能引起雷达散射截面（RCS）突增现象,影响飞行器的探测、跟踪和识别。在自由飞弹道靶上开展高超声速模型流场特性试验研究,测量不同马赫数和靶室压力下模型尾迹的流场结构和转捩位置,利用转捩准则对试验结果进行分析,讨论了转捩位置变化对高超声速飞行器RCS特性产生的影响。结果表明：模型特征尺寸、飞行马赫数和压力等是影响转捩位置的主要参数;尾迹对高超声速飞行器RCS的影响非常复杂,将改变RCS大小,使雷达成像变模糊甚至产生假目标。     

高超声速飞行器突防制导的发展现状与未来发展方向

高超声速飞行器在军用和民用领域均具有重要的战略意义。目前,各类拦截器发展迅速,为高超声速飞行器带来了极大挑战。研究高超声速飞行器的突防制导策略与方法,有助于发挥高超声速飞行器的各项优势,确保其作战效能和战略威慑能力。总结并梳理了现有高超声速飞行器和拦截武器的发展现状,分析了高超声速飞行器突防的优势和难点,对比分析了滑翔式和吸气式高超声速飞行器的突防特点。基于此,梳理并总结了现有的突防制导方法,提出了弹性突防制导技术、多高超飞行器协同突防技术、可解释的智能突防技术三个发展方向,可为未来高超声速飞行器的突防制导技术研究提供新的思路。     

导弹水面热分离性能建模与计算

根据战术导弹与运载器水面动态热分离过程特点,建立了导弹与运载器分离载荷和分离弹道工程计算模型,编制了相应计算机解算程序。针对一种水面热分离战术导弹,计算其与运载器的水面动态分离性能,计算值与相关结果符合较好。分离性能工程模拟计算快捷方便,可为水面导弹分离系统的设计和改进提供一定理论指导。     

AUV重力加小推冲载荷分离方法

自主式水下航行器是由载荷和运载体组成的一个多体系统。本文在AUV分离运动数学模型的基础上,推导了载荷和运载体初始位置以及初始攻角的计算模型,提出了一种工程实用的重力加小推冲分离方法,其2个阶段的分离过程主要是依靠分离载荷的自身重力进行分离,必要时辅助以一定的推冲力,并对这种分离方法进行了仿真和安全性研究。仿真结果表明,当运载体速度一定时,在一定程度上增大推冲力,可缩短分离时间,减轻载荷与运载体之间相互作用的影响,可提高分离安全性。该分离方法的安全性与预定分离角和分离初始速度有关,分离初始速度减小,有利于提高分离安全性;分离初始速度增大,可减小预定分离角（不大于90°）以确保分离安全。     

潜射导弹空中分离运动建模与仿真

针对运载器热分离方案要求,建立了轴向弹射分离模型和弹器联合体空中运动数学模型,以内弹道计算为切入点,对内外弹道进行耦合求解;基于燃气节流孔直径不同的3种分离方案,仿真研究了弹器空中分离的运动特性.仿真结果表明,在导弹允许最大过载的限制下,燃气节流孔直径为0.1 m的分离方案是最佳安全分离方案;弹器分离后,导弹空中运动状...     

某头罩分离装置分离全过程仿真计算

为解决头罩分离抛射过程中计算复杂的问题,提出一种对其分离全过程的仿真计算方法。借鉴小型火箭 发动机的工作原理,通过燃气生成规律,建立分离装置的数学模型,分别对拉断螺钉剪断过程、头罩壳体运动过程 和头罩分离装置侧抛过程进行分析,对头罩分离装置内弹道和轴、径向分离速度进行仿真计算。仿真结果表明：该 方法对产品的设计具有参考价值,可以节约研发成本和研制周期。     

城市垃圾处理前分选技术初探

城市生活垃圾前分选技术是垃圾综合处理工艺的关键.由于每种分选法只能分选出一种或几种垃圾组分,故采用集各单一分选法优点于一体的组合分选方法.包括选择性破碎分选、初选与人工手选、磁选、差速式破碎分选和物料自动输送线.为实现垃圾前分选处理工厂化和尽可能的自动化,针对前分选的设备较多,工艺路线很长,流水线式的工作特点,以人机协同方式,采用可编程控制器实现对整个生产线的自动按序控制.而对输送线的头部鳞板输送机则以负反馈方式完成其自动测控.     

自主式水下航行器载荷水下浮力解脱分离方法

携带正浮力载荷的自主式水下航行器( AUV)是由正浮力载荷和运载体组成的一个多体系统,在载荷释放时必须保证载荷不能与运载体发生碰撞。在研究AUV载荷分离运动数学模型的基础上,结合工程实际,提出载荷浮力解脱分离方法。仿真结果验证了在该浮力解脱分离方法下,载荷可以安全分离,且分离运动简单。该方法在工程上比较容易实现,具有工程参考价值。     

一种火箭弹头体分离系统研究

根据火箭弹对头体分离系统的要求,结合火箭弹的结构特点,提出了活塞式燃气分离方案,设计了分离形式和电缆线断线方法,并进行了分离系统的性能试验.试验结果表明:该分离系统工作可靠,分离形式和电缆线断线的设计合理,抛射组件未出现明显变形.通过试验,还获得了相对分离速度和火药药量的关系.该分离系统可用于弹径较小、壳体壁厚较薄,且相对分离速度要求较高的火箭弹进行头体分离.     

基于安全包络的分离系统设计

对飞行器分离过程中上面级和下面级的安全距离问题进行了研究,提出了基于安全包络的分离系统安全距离设计方法,并通过分离计算数值仿真对该方法的正确性进行了验证.基于安全包络的分离系统设计技术优化了分离系统设计方案,提升了分离系统设计水平,在飞行试验中取得了良好的应用效果.     

2 m 量级高速风洞测量系统的规范化改进

为提高2 m 量级高速风洞的试验效率和试验能力,对测量系统进行改造与升级。采用更换信号调理器、 风洞驻室电源改造、信号电缆改进、软件的通用化改进等手段,构建规范的测压试验平台,分析测量系统的现状和 规范化改进。结果表明：对测量系统进行改造与升级,为推动2 m 量级高速风洞试验向世界一流水平建设发展提供 了保障。     

膨胀管分离装置研究

介绍了一种先进的线性分离装置即膨胀管分离装置，该装置能够可靠地将联接器度小于１０８ｋＮ／ｍ的分离板分离。