闵昌万 苗萌

摘 要：临近空间高速飞行器采用星光导航技术可有效提升自主导航能力。 星光制导受到流场内高温气体发光的干扰， 为实现有效观星， 需要研究高速飞行器尾流场高温气体光辐射特性， 将星敏器安装于高温气体发光较弱的位置， 即选择观星窗口。 本文针对典型高速飞行器气动外形， 采用数值仿真方法计算得到了高温高速流场及其光辐射特性， 基于高速飛行器尾部流场的特点， 对高温气体在可见光波段内的光辐射特性进行了分析研究， 揭示了飞行器尾部流场辐亮度的分布规律， 选取了最优观星方向， 为高速飞行器观星方案设计提供了有力支撑。 结果表明： 最合适的观星窗口并不是通常认为的背风区， 而是飞行器水平位置附近。

关键词： 高速飞行器; 星光制导; 观星窗口; 高温附面层; 光谱; 导航技术

中图分类号：  TJ760; V249  文献标识码：    A  文章编号： 1673-5048（2021）05-0001-06

0 引  言

高速飞行器因具备飞行速度快、 突防能力强的特点， 成为当今世界强国争相研究的热点， 如美国的HTV-2和AHW、 俄罗斯的“先锋”等。 导航技术是临近空间高速飞行器的核心支撑技术之一， NASA针对临近空间高速飞行器的导航模块设计要求是“为飞行器管理系统（Vehicle Management System， VMS）提供连续精确的、 以本地高度和地理坐标表示的飞行器位置和姿态”[1]。 目前国外开展实际飞行试验的临近空间高速飞行器多采用全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System， GNSS）以提升导航系统精度[2-3]， 随着临近空间高速飞行器研制和武器化进程的逐渐推进， 可以预见， 在高强度导航对抗条件下， GNSS系统有很大概率失效或者精度降低， 在极端条件下， 甚至可能被彻底破坏。……