郭正雄，张珩，肖歆昕，李文皓，刘开磊

(中国科学院力学研究所，北京100190)

0 引言

近空间高超声速飞行器是目前国际国内研究的热点［1-3］，远程近空间乃至更高空域范围内执行飞行任务的飞行器因具备快速通过、拦截困难等优势，更成为研究的重点。远程近空间飞行器的再入飞行要先后经过热层、中间层、平流层和对流层，大气密度和温度变化强烈，飞行器受到的力和热的环境十分复杂。杨帆等［4］说明了大气密度和温度的误差作为重要的非制导误差对导弹精度有一定的影响。杨辉耀［5］研究了大气密度偏差、气象风和弹道系数误差对落点的影响，并推导出了这些落点误差的解析计算公式。

以上文献研究考虑的对象均是弹道导弹，与一般的近空间飞行器相比其升阻比较小，并且停留的时间较短，因而之前的研究很少考虑环境因素波动造成的影响，而近空间飞行器在执行多种任务时具有长航时、远距离等特点。研究发现:利用精确大气模型在不同时间条件下(如白天和黑夜)，得到近空间洲际飞行的落点会有较大的差异，因而环境因素及其波动对远程近空间飞行的影响是值得研究的课题。本文以从100 km高度附近0°倾角无动力再入返回的某型导弹为对象，定性定量地分析了大气密度、地磁扰动和风干扰对远程高超声速飞行可能造成的影响及其程度，为近空间飞行器的工程应用提供了一定的参考。

1 飞行器动力学和运动学建模

本文的研究内容是分析各种环境因素对近空间高超声速飞行轨迹的影响，因而只考虑推力停止后自由飞行过程。……