夏晓靖,毛黎明,林国华,张祥伟

(上海航天技术研究院,上海 201109)

0 引言

高超声速飞行器的外形、动力、控制和防热等较传统飞行器有较大不同,与已往非高超技术相比,已出现概念甚至是质的变化,对高超声速飞行器的发展产生了制约。目前国外提出了多种新概念飞行方案设想,主要有周期式高超声速巡航(PHC)、高超声速助推——滑翔(HBG)和亚轨道弹道(SUBO)三种形式[1-4]。其中,PHC方案设想飞行器在一定高度范围内进行反复冲跃飞行,同时在飞行最低点由发动机助推,不断补充能量以实现期望的航程。美国超翱翔(Hypersoar)未来战略飞行器即采用这种飞行方式。该方式是高超声速飞行器较典型的飞行方式,可给飞行器的综合性能和设计技术带来很多潜在优势,能有效减轻气动热,提高突防能力、增大射程,有广阔的发展前景[5-7]。本文根据该飞行方式方案,对高超声速冲跃飞行进行了研究。

1 冲跃飞行概念与特性

本文定义的冲跃飞行是指飞行器自身不携带动力,由固体火箭发动机助推或运载器释放后,获得一定的初始能量,先在引力作用下向下俯冲滑翔,而后完全依靠空气动力拉起跃升,如此循环往复,形成冲跃式飞行轨迹。

虽然在飞行过程中能量无法获得补充,但因其无需考虑动力系统设计及其对飞行轨迹的制约,且控制简单,有较好的可实现性,飞行轨迹难预测,生存能力强。冲跃飞行实质是通过势能和动能不断的相互转换,使飞行器具备较强远程飞行能力的飞行方式,它是一个周期循环过程,每段飞行仅初始条件不同,设计原则和方法完全相同。……