贾如岩，江振宇，张为华

(国防科学技术大学航天与材料工程学院，长沙 410073)

0 引言

大气层内高超声速飞行器级间分离相比运载火箭或导弹级间分离更具风险性。高动压的飞行环境与分离区域的复杂流场使微小偏差可能对姿态运动产生较大干扰，按照无偏差设计状态进行分离运动计算无法预示真实飞行中的分离过程。为了评估分离系统工作性能、预估分离过程风险，有必要对偏差随机耦合干扰下的级间分离过程进行仿真分析。

高超声速飞行器级间分离动力学模型复杂、偏差因素多、耦合强烈，分离过程仿真分析难以充分预示风险、难以得到可靠结论。在美国高超声速验证项目Hyper-X中，蒙特卡洛方法被应用于助推分离过程的风险评估、分离后验证机起控策略选择、分离过程偏差灵敏度分析及验证机的六自由度飞行弹道仿真中，并通过真实飞行数据进行了仿真工具验证与不确定性参数修正。从预先仿真结果与飞行数据对比来看，蒙特卡洛方法在预测分离运动范围、预示分离过程风险等方面均取得了较好效果。文献［1－5］介绍了这些工作的进展与成果，但缺少对仿真模型与具体方法的描述。

本文以大气层内高超声速条件下串联式级间分离过程为对象，研究利用蒙特卡洛方法对这一过程进行预示的途径，建立能够支持偏差耦合仿真的分离动力学模型与分离运动特征值计算模型，建立利用蒙特卡洛方法进行分离过程仿真的具体流程。……