冯 毅，肖光明，唐 伟，桂业伟

（1．清华大学 航天航空学院，北京100084；2．中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所，四川 绵阳621000）

0 引 言

长期以来，美国一直由政府机构牵头发展自己的可重复使用运载器，先后提出了NASP计划、RLV计划、SLI计划和ARES计划。其中可重复使用运载器（RLV，Reusable Launch Vehicle）计划于1995年开始，主要目标是研制可重复使用、以火箭发动机为动力的单级入轨飞行器。由波音公司和美国空军共同合作的X－37（图1）就是RLV计划中的一部分［1］。

图1 X－37Fig．1 X－37Concept

X－37运载器是第一架进行在轨和高速返回技术验证的试验飞行器，也是美国军方用于试验RLV和SOV的关键技术试验平台。美国从1998年开始进行X－40A（X－37的缩比模型）的飞行试验，之后又进行了大量的飞行试验以减少X－37飞行试验的风险。X－37运载器长约8．3m，翼展约4．6m，最大飞行马赫数可以达到25，已于2010年4月22日发射成功，并于12月3日成功返回。2011年3月5日，美国发射了第二架X－37运载器，计划在轨运行9个月。

本文利用二次曲线方法与基于类型函数和形状函数的CST方法（class function and shape function transformation technique），提出了一种类X－37运载器气动外形，进行了气动力分析和控制舵的匹配设计，研究了飞行器的气动特性和操纵效率问题。

1 气动布局

本文在气动布局设计方法上综合利用了二次曲线方法与基于类型函数和形状函数的CST方法。

二次曲线方法主要是通过已知两个端点的坐标、两个端点处的切线斜率以及该二次曲线的凸起程度（形状参数）来确定一条曲线［2］。CST方法则是利用控制指数的取值来获得各种不同的曲线形状。……