任 宁，奚 斌，李晓斐

黑障抑制技术的发展现状与研究难点

任 宁1，奚 斌2，李晓斐1

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 中国航天系统科学与工程研究院，北京，100048）

黑障现象是目前国内外航天测控领域迫切需要解决的难点问题之一。高超声速飞行器、空间飞行器发射入轨飞行、卫星、宇宙飞船与航天飞机以及其他空间再入体返回地面，都需要解决黑障现象造成的通信中断问题。本文主要介绍了黑障现象产生的原因，对目前国内外抑制及减弱黑障效应方法的研究难点及研究现状进行了分析。

黑障；等离子体；等离子鞘

0 引 言

高速飞行器以马赫数为10～25的速度在大气层内飞行时与空气相互作用，使飞行器周围的空气被高速飞行的飞行器头部产生的超声速激波加热。当速度接近或超过马赫数为10时，由于粘性流和激波的作用，强烈的气体加热将导致飞行器表面附近的空气分子和原子被电离。激发含有等离子体的高温激波层，即所谓的包裹飞行器的“等离子鞘套”。等离子鞘套的密度为109～1014个/cm3，如此高密度的等离子体在频率远大于常规的L、S、X和C波段通信信号的频率范围（1～10 GHz），产生类似金属罩的屏蔽效果，造成导航、数传、遥测、遥控、安控等信息传输的中断，这一现象称为黑障。

黑障时间对于无动力弹道再入飞行器而言可持续4～10 min，而在需要变轨或低攻角飞行状态下，其持续时间更长，甚至可达数十分钟。现有的很多飞行器都存在黑障问题，而且会一直困扰未来高超声速飞行器、空间飞行器和再入飞行器等。……