面向彈道優化的高超聲速再入飛行器模態穩定性分析
作者：雍恩米; 劉深深; 程艷青; 錢煒祺 中國空氣動力研究與發展中心空氣動力學國家重點實驗室; 綿陽621000; 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所; 綿陽621000
摘要：為研究高超聲速再入飛行器沿彈道的自由擾動運動的穩定性,考慮大氣密度隨高度的變化和引力梯度,建立了高超聲速無動力再入縱向動力學小擾動線性化方程,然后獲得轉移矩陣和特征方程,在此基礎上進行沿彈道的縱向模態分析。利用二次曲線及基于類型函數和形狀函數(CST)的方法提出升力式高超聲速飛行器氣動布局,并采用工程估算方法獲得飛行器氣動特性數據。針對最大射程、最小射程和跳躍彈道等典型再入彈道進行沿彈道的模態穩定性分析,得到高超聲速再入彈道高度模態、沉浮模態和短周期模態穩定性沿彈道的變化特征。從穩定性的角度,對彈道優化提出建議:應避免所設計的彈道產生太大的跳躍,即使是犧牲一些射程上的性能,因為跳躍會使短周期模態和沉浮模態產生更多的不穩定特征根。
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