● 摘要
高超声速飞行器具有速度快、航程远、机动灵活、反应迅速等特点，能够适应未来高科技战争和军民用快速运输的需要，有着重要的战略意义和极高的应用价值，已经成为21世纪航空航天技术的新制高点。
本文首先针对高超声速飞行器模型具有多学科、强耦合、非线性的特点，运用拉格朗日一般方程，推导了高超声速飞行器纵向动力学一般方程，并针对不同的结构动力学模型，比较分析了高超声速弹性飞行器纵向动力学方程的异同。
然后建立了高超声速弹性飞行器的集中质量/弹簧元结构模型；根据牛顿碰撞理论计算飞行器各表面的压力分布，建立了高超声速弹性飞行器的飞行动力学模型。通过配平计算和分析，研究了飞行器弹性变形对典型飞行状态下的配平参数和载荷分布以及飞行包线的影响；并从飞行载荷的角度揭示气动/推进/结构之间的耦合作用。结果表明：由迎角限制决定的弹性飞行边界超出刚体情况，但在由油门限制决定的弹性飞行边界小于刚体情况；从飞行载荷的角度，气动/推进耦合随高度增加减弱，气动/结构的耦合随马赫数增加增强，但随高度增加减弱。
其次，基于小扰动线化方法计算和分析刚体与弹性体高超声速飞行器在整个飞行包线内的动力学模态特性并比较两者的异同。通过计算结构自由和结构固支情况下高超声速弹性飞行器动态特性，分析刚体/弹性耦合对动态特性的影响。
最后，在动力学建模的基础上，讨论了在舵面具有偏角限制和偏转速率限制情况下，不稳定的高超声速弹性飞行器的开环可控域和闭环稳定域，并通过舵面输入下的响应分析说明闭环稳定域与操纵性之间的关系