李海林，吴德伟

(空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077)

引言

临近空间是当前航空航天领域发展的研究热点，临近空间飞行器的发展对于未来空天一体化作战、防空防天反导都将产生革命性的影响［1-4］。尤其是高超声速临近空间飞行器的研究和应用，不仅是航空航天技术领域的一次飞跃，更是军事变革的尖刀。对此，国内外学者及著名研究机构纷纷投入大量科研力量，主要集中在总体设计技术、材料与热防护技术、动力装置、导航制导与控制技术和飞行轨迹等领域［5］。

临近空间介于航空领域和航天领域之间，临近空间飞行器的飞行轨迹既不像航空飞行器那样可以灵活自如地“任意”改变，也不像航天飞行器那样固定在一定轨道运行。所以，针对临近空间飞行器飞行轨迹的研究就不能简单定义为航迹规划或轨道确定。本文论述了高超声速临近空间飞行器飞行轨迹，并把非开普勒轨道的研究引入高超声速临近空间飞行器的研究范畴，从基本原理上揭示了高超声速临近空间飞行器与航空、航天飞行器的不同之处。

1 非开普勒轨道模型

航天器的开普勒轨道可由如下限制性二体问题运动方程［6］解得:

式中，r为从天体(记为m1)到航天器(m2)的位置矢量;天体引力常数μ=Gm1，G为万有引力常数，这种情况只考虑m1对m2的引力。这是一个建立在以天体质心为原点的惯性坐标系中的航天器轨道动力学方程。

相对于开普勒轨道，非开普勒轨道是指不符合开普勒三定律的天体或航天器的运行轨道，以及不符合二体问题解的天体或航天器的运行轨道。……