摘 要：      高超声速飞行器（Hypersonic Flight Vehicle， HFV）作为一种新型快速突防和远程打击与运输的工具， 在国防装备发展与民用空天技术应用中发挥着极其重要的战略作用。 文章回顾了HFV的发展历程， 介绍了HFV的动力学特性及其对控制科学的挑战， 重点阐述了几种常用的HFV飞行控制进展情况， 并指出当前研究的不足之处， 为今后HFV飞行控制指明了研究方向。

关键词：     高超声速飞行器; 动力学特性; 飞行控制; 快速突防; 远程打击

中图分类号：    TP273; V249.1 文献标识码：    A文章编号：     1673-5048（2018）01-0047-15

0 引  言

高超声速飞行器（Hypersonic Flight Vehicle， HFV）通常是指以超燃冲压发动机（Supersonic Combustion Ramjet， Scramjet）作为动力， 在临近空间以马赫数5以上速度飞行的一类新型飞行器[1-4]。 HFV飞行速度快， 突防能力强， 作战距离远， 探测、 拦截难度大， 具有极强的生存能力， 可用于执行高空侦察与突防、 远程运输与投送以及战略打击任务， 并可重复使用， 效费比高。 由于飞行在距离海平面20～100 km的临近空间， HFV具备传统航空航天飞行器所不具有的战略、 战术与效费比方面的突出优势， 已经成为各航空航天大国争夺空天权的优先发展方向。 美国是HFV发展的引领者， 在该领域一直处于世界领先地位。 同时， 苏联/俄罗斯、 法国、 德国、 英国、 日本、 中国与印度等国也都开展了HFV的相关研究工作。

控制系统是飞行器的“神经中枢”， 是保证其安全飞行、 顺利完成任务使命的关键， 飞行控制问题更是HFV研制中的关键与核心问题之一[5-6]。 HFV的飞行控制任务是通过调整燃料当量比Φ与升降舵偏角δe， 在纵向运动平面内实现速度V与高度h对各自参考输入的精确跟踪， 并稳定飞行姿态与弹性状态， 还要保证控制律对模型不确定性与外界扰动的强鲁棒性。……