● 摘要
临近空间飞行器能够在临近空间持续飞行，具有情报收集、侦察监视、预警探测、通信保障以及对空对地作战等军事应用。随着对临近空间的探索与研究，世界各国都在大力发展临近空间飞行器。
低速飞行器在平流层飞行时，由于平流层空气密度小、大气压强低、温度低，按照地面设计的常规螺旋桨推力小、效率低，不能满足平流层飞行器动力推进系统的要求。螺旋桨作为低速临近空间飞行器最主要的推进装置，有必要对其进行研究；电动机作为动力装置，是低速临近空间飞行器的最佳选择；螺旋桨与电动机的匹配设计是动力推进系统设计的关键。
本文以低动态临近空间飞行器为研究对象，对飞行器动力推进系统进行详细地分析与研究，设计了一款高空螺旋桨；并采用螺旋桨片条理论和数值模拟的方法，计算螺旋桨的气动特性参数，通过这两种方法的比较，确定设计的高空螺旋桨满足飞行要求；同时完成了高空螺旋桨与电动机的匹配设计，并采用遗传算法对匹配结果进行优化，确定螺旋桨与电动机最佳匹配结果；最后对临近空间飞行器动力推进系统控制响应问题进行仿真研究，为今后飞行试验提供理论依据。