临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间特性研究

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1、2012年第3期导弹与航天运载技术No．32012总第319期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo．319文章编号；1004-7182(2012)03-0006-05临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间特性研究李海林，吴德伟(空军工程大学电讯工程学院，西安，710077)摘要：以·盛近空间乘波体飞行器弹跳瞬间的特性为研究对象，论证临近空间乘波体飞行器飞行轨迹属于非开普勒轨道的研究范畴；推导基于非开普勒轨道的该飞行器巡航段和再入段的动力学方程，研究弹跳瞬问·临近空问乘波体飞行器的位置矢量求解问题：进而论述弹跳瞬间特性，提出弹跳系数的概念，最后进行仿真分析，结果表明临近空问乘

2、波体飞行器弹跳瞬间有明显的拐点特性并且加速度盛须满足一定的条件才能弹跳，所得结论对临近空间乘波体飞行器弹跳飞行的研究具有一定的参考价值．关键词：非开普勒轨道：临近空间乘波体飞行器；巡舷段；再入段；弹跳系数中图分类号：V412．4+4文献标识码：AStudyonBouncing-momentCharacteristicsofNearSpaceWaveriderVehiclesLiHailin，WuDewei(WelecommunicationEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an,710077)Abstract：B

3、ouncing-momemcharacteristicsofnearspacewaveridervehiclesisstudiedinthepaper,arguingthatthetrajectoryofnearspacewaveridervehiclesiswithintheresearchscopeofnon-keplerianorbits；thedynamicsequationsforcruisingandreenWyphasesbasedOilnon-keplefianorbitsisderived,andthequestionofbouncing-momentposition

4、vectorofnearspacewaveridervehiclesisresearched；thenthebouncing-momentcharacteristicsandtheconceptofbouncingmodulusispresented；lastIyasimulationanalysisisconducte&anditsresultsshowthatthebouncing-momentcharacteristicsofnearspacewaveridervehicleshavedistinctinflexion,andthevalueofaccelerationhasto

5、satisfyacertainconditiontomakevehiclesbouncing,whichisofacertainrcfcrglle．∞valueforthemayofbouncingflightofnearspacewavefiderveh．cles．KeyWords：Non-keplerianorbim；Nearspacewaveridervehicles；Cruisingphase；Reentryphase；BouncingmodulusO引言高超声速飞行中，随着马赫数的升高，波阻和摩阻的增加，会形成升阻比屏障，采用乘波体飞行器是克服此屏障的有效方法。作为高超声速飞

6、行器，乘波体飞行器的性能比常规高超声速飞行器更优，文献【1】对马赫数6．3的巡航乘波体飞行器方案研究的结果表明，采用乘波体可使起飞质量减小约30％，推力需求也大幅下降。乘波构型在空气动力学上的优点是：下表面位于激波后的高压气流被完全封住，不会绕过前缘“溢出”至上表面，因而可保持高压，即所有的高压气体都在乘波体下方，所有产生波阻的气体同时也提供了升力。美国的X．30、X．43和著名的“猎鹰”计划都是典型的高超声速乘波体飞行器。“猎鹰”计划2可以在临近空间做弹跳飞行，这种新的飞行器将对航空航天领域产生革命性的影响，同时也把临近空间飞行器的研究引入高潮。临近空间乘波体飞行器的研究和应用，将不

7、仅是航空航天技术领域的一次飞跃，更是军事变革的尖刀¨1J。本文论述临近空间乘波体飞行器弹跳飞行轨迹，重点研究该飞行器弹跳瞬间的特性，并把非开普勒轨道的研究引入临近空间乘波体飞行器的研究范畴。为简述问题，不考虑高超声速的热流、动压和过载等的变化，仅研究临近空间乘波体飞行器的非开普勒轨道问题。航天器的开普勒轨道可由如下限制性二体问题运收稿日期：2011．．08．31：修凹日期：2011-ll·11作者简介：李海林(1982．)，男．博士研究生．主要