曲文慧 张晗祺 吴了泥 尤延铖 董一巍

厦门大学 航空航天学院，厦门 361102

0 引言

宽速域水平起降飞行器是未来航空航天领域的发展方向，其设计制造是目前研究的热点问题。由于宽速域飞行器的速度需要从0至高马赫数，跨度很大，其使用的动力系统就对飞行器的性能有着至关重要的影响。通过目前的研究，涡轮基组合循环(Turbine-based Combined Cycle, TBCC)发动机是实现宽速域飞行的关键技术之一。

在组合动力发动机的研制过程中，需要进行高空飞行试验，验证其稳定和控制特性，获得地面试验无法获得的流动和气动数据。但是受当前技术水平限制，无法使用涡喷发动机使中小型试验飞行器直接从速度0加速至超音速。因此本文采用助推火箭将飞行器带至所需马赫数再进行分离的技术路线，不仅可以解决目前技术水平限制的问题，还可以通过这种方法使得飞行器达到所需的高度和速度，对飞行器进行高空高速试验，具有研究意义和工程应用价值。

采用可回收式助推火箭带飞后分离的方法涉及到两套系统的一体化轨迹优化问题。其中较为重要的是分离点的选取，若分离点高度选取过低，则飞行器气动阻力较大，同时，垂直发射的助推火箭在分离点仍有较大轨迹角，飞行器无法通过自身的机动快速拉平实现平飞，不利于试验段的加速。若选取的分离点过高，虽然气动阻力会减小，但是会造成涡喷发动机吸入气流不够，导致推力不足，甚至熄火等问题。……