苏二龙, 罗建军

(西北工业大学 航天飞行动力学技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072)



高超声速飞行器纵向飞行稳定域与迟滞分析

苏二龙, 罗建军

(西北工业大学 航天飞行动力学技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072)

摘要:针对滑翔式高超声速飞行器纵向失稳问题,基于连续算法和分岔理论,求解并分析了特征点单参数分岔图、平衡分支的稳定性和突变点,得出在大迎角飞行时存在较为严重的失稳现象;最后分析了多吸引点和迟滞效应现象。研究结果表明,滑翔式高超声速飞行器在大迎角飞行时存在严重失稳、多吸引域和复杂迟滞运动。此结果在实现飞行器稳定飞行和控制器设计方面具有很好的参考价值。

关键词:高超声速飞行器; 纵向飞行; 稳定域与迟滞

0引言

当滑翔式高超声速飞行器进行复杂的高机动任务时,经历复杂的流动环境有可能诱发未知的不可控行为,从而危及飞行安全,降低飞行品质并损害任务行为的准确性[1]。为了增加飞行器的滑翔距离,提高机动能力,由此可能导致飞行器的稳定裕度很低或不稳定。同时,在大迎角下机动飞行时,其空气动力学特性极其复杂,严重影响高超声速飞行器的气动控制特性。背风面气流遮挡和分离会使升降副翼上偏时操纵效率降低,激波诱导分离产生纵向低头力矩等[2]。高超声速飞行器的迎角、马赫数和高度范围非常大,受极强的非线性空气动力学影响,使得飞行器在大迎角下的运动极其复杂,基于小扰动假设的线性化分析方法已经无法全面揭示其运动规律。……