● 摘要
高超声速滑翔导弹通常采用大升阻比外形,打破了传统弹道模式,能够满足远程快速精确打击的任务要求。本文围绕高超声速滑翔导弹再入飞行过程中的攻角优化技术和制导技术,以实现工程上的在线实时优化应用为研究目标,系统研究了高超声速滑翔导弹再入弹道特性与走廊构建技术、攻角优化技术、在线弹道生成技术、高精度制导技术等内容。
本文首先阐述了论文的研究背景和研究目标以及高超声速滑翔式飞行器的发展现状,对当前再入弹道优化和再入制导等技术进行了调研和总结,进一步推导给出了滑翔导弹再入过程的非线性运动学和动力学模型,并对模型进行了无量纲归一化及简化处理,同时对滑翔式导弹的气动数据进行了拟合分析,得到了气动模型。
然后针对传统再入轨迹设计中攻角剖面事先给定的问题,结合滑翔导弹再入过程中的飞行特点和任务要求,开展了多约束、多目标下攻角优化设计的研究。将攻角作为再入飞行过程中可以实时调整的控制变量,以总吸热量、弹道机动能力为优化设计目标,在满足过程约束和终端约束下,研究攻角在线优化调整策略。
接着在优化的攻角剖面上研究了再入弹道在线生成技术。改进了基于H-V走廊的滑翔导弹再入弹道在线快速规划方法,并应用标准轨道制导技术进行弹道在线跟踪,结合横向航向角误差走廊,可实现三维轨迹在线生成。
最后,对预测校正制导算法进行了详细分析研究,并结合标准轨道制导与预测校正制导研究了再入复合制导技术,通过仿真验证了方法的有效性、可行性。