程 胜 刘鲁华 陈克俊

国防科学技术大学航天科学与工程学院，长沙410073

高超声速飞行器一般以高于5倍声速飞行，大部分飞行空域处于临近空间，相比传统弹道式飞行器，具有响应快速、突防能力强、高效摧毁和高机动性等突出优点，受到各军事强国高度重视［1］。其典型代表有CAV，HTV-2和AHW飞行器［2］，该类飞行器俯冲过程中基本处于高速飞行，并且通常要求快速俯冲，即俯冲段飞行航程很短，再加上大升阻比的构型导致俯冲时调整姿态所需的旋转力矩很大，从而给俯冲过程中姿态控制系统的舵偏转带来极大压力，容易引起铰链力矩过大［3］。铰链力矩是作用在舵面上的气动力对舵铰链产生的力矩［4］，其过大将使舵系统面临结构破坏的潜在危险。主要危害为:铰链力矩增大使舵系统达到饱和，造成姿态控制系统性能迅速下降;另外，一旦引起舵铰链结构破坏，将导致整个飞行器失去控制。故铰链力矩大小对于姿态控制系统实现效果影响极大。

对于舵而言，只要保证铰链力矩的最大值不超限即可保证其正常工作。传统降低铰链力矩一般通过飞行器气动设计实现，而对于不可变形飞行器，实际飞行过程中的气动构型不可再调，铰链力矩无法减小，因此需要另辟蹊径。目前，有关这方面的研究较少，只有文献［3］有过研究。该文献从弹道优化的角度出发，运用Gauss伪谱法和序列二次规划方法，设计铰链力矩最小俯冲弹道。该方法在制导时，需要事先生成铰链力矩最小俯冲弹道，灵活性受到一定限制。……