亚轨道高动态飞行器拦截弹道模式研究

由于亚轨道高动态飞行器一般在大气层边缘作高速飞行,现有的防空导弹难以对其进行拦截,因此针对亚轨道高动态飞行器拦截弹道模式进行研究。建立了拦截弹运动学和动力学模型,在此基础上利用参数优化方法和最优控制理论分别对传统视距拦截作战模式和超视距拦截作战模式下的拦截弹道进行了优化设计,得到了两种作战模式下拦截弹最优弹道。研究结果表明:超视距拦截作战模式能够充分发挥拦截弹能量优势,扩展拦截弹的射程。     

基于热响应特性的高速飞行器多约束轨迹优化

在高速飞行器轨迹设计中,以驻点热流和总加热量为表征的传统热约束形式未能真实反映飞行器的动态热响应过程,存在约束表征不合理和过约束的缺陷。针对该问题,在传统飞行力学研究范畴的基础上,通过热环境近似拟合和热响应方程形式变换,建立包含热响应模型的高速飞行器增广动力学模型。对增广动力学模型进行热响应特性测试,结果表明在满足多约束条件下,采用跳跃飞行模式相较于平衡飞行模式可显著降低高速飞行器的内壁温度。最后使用自适应Radau伪谱法对多约束条件下的内壁温度优化问题进行研究。结果表明,相较于最佳升阻比攻角平衡飞行方案,优化设计得到的跳跃轨迹可将内壁温度降低78.4 K（降低13.97%）,优化效果明显,实现预期目标。