吕石, 唐硕, 闫晓东

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072; 2.航天飞行动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710072)

高超声速滑翔飞行峰点高度确定方法

吕石1,2, 唐硕1,2, 闫晓东1,2

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072; 2.航天飞行动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710072)

针对快速准确获取高超声速滑翔峰点高度的问题,提出了一种在给定初始速度大小的情况下峰点高度计算的迭代算法。考虑将动压和过载约束条件统一到热流率约束条件上,首先在常数速度条件下估算了峰点高度,然后依据峰点高度容许误差迭代计算了峰点高度的修正值,最后通过算例进行了验证。仿真结果表明,该算法计算速度快、精度高,具有同时处理三种约束条件的通用性。

峰点高度; 高超声速滑翔飞行器; 迭代算法

0 引言

一般的高超声速滑翔飞行器(HGV)均采用助推火箭发射,并在达到滑翔条件时与助推火箭分离,进行无动力滑翔飞行。在无动力滑翔过程中,HGV要满足各种弹道约束,主要有热流率、过载以及动压约束。这三种约束条件在滑翔过程中也可以通过滑翔飞行走廊进行描述[1]。HGV在无动力滑翔飞行的最高点处具有的能量可以通过速度和高度的二维空间进行描述。但是,在一定初始速度下,为了满足三种过程约束,滑翔飞行最大高度(即峰点)不能太大[2-3]。若峰点过高,在滑翔初始段高度会迅速降低,将以较大的速度进入稠密大气层,使得热流率、过载和动压不满足约束。此外,飞行峰点高度决定了HGV与助推器的分离条件,所以如何快速准确地确定峰点飞行高度对于HGV的分离条件研究以及弹道设计具有重要意义。……