临近空间飞行器应用前景及发展概况分析

由于技术和认识上的原因。临近空间的战略价值直到最近几年才引起世界各国的重视．并且因其潜在的军民两用价值而成为各国研究的热点。美国、俄罗斯、欧洲、韩国、英国、日本、以色列等国家目前正纷纷投入大量的经费．积极开展临近空间飞行器的技术与应用研究。从发展总体水平上看．国外临近空间飞行器技术仍处于关键技术攻关与演示验证阶段,要获得较高的军用价值仍需实现关键技术上的突破。     

国外低速临近空间飞行器与技术发展（上）

临近空间通常指距海平面20～100千米,传统航空器的静升限和航天器的最低运行高度之间的空域,属于＂空＂与＂天＂的过渡区,如图1所示。一段时期以来,世界军事强国逐渐意识到临近空间是一块＂被军方遗漏＂的特殊空间,＂不征服这一区域,就谈不上真正的空天一体化＂。临近空间飞行器得到了各国军方的重视,成为研究的热点。     

临近空间太阳电池组件热力学特性仿真分析

临近空间飞行器依靠搭载的柔性太阳电池组件和储能电池组构成的能源系统,可在临近空间长期飞行和驻留,完成地面观测、无线通信、军事侦察等任务,因而成为各国航天航空领域发展的热点之一。由于太阳电池组件能量转化效率只有20%左右,大部分太阳光能量吸收后转化为热。这部分热传导到高空气球内部,将造成内部气流紊乱,增加高空气球姿态控制难度,而温度升高引起的热应力甚至可能破坏柔性太阳电池组件。本文通过计算机模拟太阳组件在高空气球蒙皮上的工作条件,建立组件结构模型及热传递数学模型,仿真得到电池组件实际工作时的温度场和应力场分布情况,对高空气球供电组件的结构优化、工作状态的掌握具有指导意义。     

临近空间飞行器的种类及军事应用

近两年,世界各国掀起了临近空间开发热。美国已经计划将临近空间飞行器作为未来空间对抗的重要组成部分,并希望将未来作战空域在扩展到空间的同时也扩展到临近空间。2005年,美国空军在施里弗-3太空战模拟军事演习中,首次引入了临近空间飞行器;美国导弹防御局也准备在其导弹防御体系中使用临近空间飞行器用于早期预警。临近空间飞行器具有重要的军事应用价值,可用于战区侦察、预警、通信以及全球快速打击等。     

基于MOEA/D的三锥体拦截器气动外形优化设计

针对由临近空间拦截器飞行环境变化剧烈导致的热流密度过高等问题,提出一种多目标外形优化设计方法,并针对一种新型三锥体临近空间拦截器外形进行优化设计。首先,建立飞行器的气动、弹道、气动热等多学科分析模型,利用高斯-伪谱法计算拦截弹道,利用桥函数法建立气动模型,并利用Fay-Riddle方法估计气动热流密度。然后,以飞行器航程、总热流量和飞行时间为优化目标,采用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)与伪谱法将该问题转化为一组单目标优化子问题,得到Pareto前沿并进行相关分析。最后,给出一个优于基准值,同时满足性能指标要求的新型外形。结果表明:该优化方法具有可实现性,为未来的飞行器设计提供了新思路。     

临近空间浮空器总体参数的优化设计研究

临近空间飞行器是目前新概念飞行器发展的一个热点,本文研究了临近空间浮空器设计过程中对其在总体参数进行几何尺度控制的相关问题。在一定的基本假设和约束条件下,给出了一套参数估算常规飞艇形式临近空间浮空器的总体几何尺度的计算流程。利用这一流程进行计算,得到了几项单项技术指标对于该种类型浮空器总体尺度的影响规律,讨论了控制缩减总体尺度可以优先发展的技术领域。最后分析了载重量对于浮空器尺度的影响情况。     

一种利用自然能飞行的临近空间浮空器研究

为实现临近空间浮空器的持久区域驻留和机动飞行,文章所研究的一种利用自然能飞行的临近空间浮空器利用自然界的热能和风能,通过简易可行的技术手段实现飞行高度和轨迹的控制,有望解决临近空间浮空器面临的能源问题和热问题。文章介绍了该新型浮空器的系统组成和主要特点,分析了该新型浮空器在设计最大运行高度处的浮重平衡,进行了系统设计参数的分析。该新型浮空器由超热空气和氦气提供浮力,计算结果表明氦气囊所占比例越大,所需的浮空器半径越小,且随着设计最大运行高度的升高及超热值的减小,所需的浮空器半径增大。     

临近空间电子对抗研究

随着航空航天技术的迅猛发展,临近空间的地位日益突出,未来临近空间作为航空航天区域的补充,将发挥巨大的军事应用价值。介绍了临近空间的概念和特点,讨论了临近空间军事应用,指出了临近空间电子对抗的必然性。     

临近空间可变形滑翔飞行器轨迹优化与性能分析

针对临近空间滑翔飞行器的变形需求，提出一种具有较高环境适应性的伸缩式可变形滑翔飞行器(MGV)，建立了含有冗余控制变量的MGV轨迹优化模型，利用伪谱法量化分析了MGV在射程覆盖能力、规避绕飞能力和末段打击能力三方面的性能收益，得到了飞行过程中的最优控制律和最优变形律，可指导制定变形策略和设计变形控制系统，为滑翔飞行器的后续发展和变形飞行器的相关研究提供参考。     

发射服务与空间法

当今,发射服务已成为空间活动商业化的一个重要领域。商业发射服务从根本上说是国际性的。它必然涉及一系列国际空间法律问题。 国际空间法规定的是在探索和利用外层空间活动过程中各国之间的法律关系。发射服务必须遵循空间法的各项规则才能健康地向前发展并走上规范化的道路。     

国外高超声速飞行器及技术发展综述

正高超声速飞行器一般指飞行速度超过马赫数5、主航程在临近空间(距地面20~100千米)的有翼或无翼飞行器。本文研究的高超声速飞行器主要包括高超声速打击武器和高超声速飞机,鉴于能够跨大气层飞行的空天飞行器可以在临近空间实现高超声速长程飞行,因而也纳入本文研究范围。高超声速飞行器近20年来发展迅速,其具     

国外低速临近空间飞行器与技术发展（下）

超高空长航时无人机是一种能够在20千米以上高空长时间持续飞行的无人飞行器。它可以进入临近空间或深入敌方纵深,设计飞行时间达数天甚至半年以上,在收集目标区完整情报信息方面具有独特优势,用来执行军事监视、     

知识资料窗

知识资料窗空间法空间法就是关于外层空间活动的法律，主要表现为国际条约的形式。截止１９７９年，联合国大会先后通过了５个这类条约。（１）１９６６年１２月的《关于各国探索和利用包括月球和其它天体在内的外层空间活动原则的条约》规定：各国有权探索和利用外层空间...     

美国《2015外空资源探索与利用法》的分析及应对建议

<正>未来人类外空活动计划中,外空资源探索、开发、开采和利用将成为各国重点关注的问题,美国、欧空局等空间大国和国际组织已经从国家实践、空间政策、国际合作等方面成为了身体力行的先驱。在现行国际空间法制度中,外层空间自然资源的权属状态仍然不明。2015年11月25日,美国总统签署了《2015外空资源探索与利用法》,为本国公民从事相关活动提供了法律保     

临近空间预警平台综合防护探析

在对临近空间预警平台生存环境和生存弱点进行全面分析的基础上,从地面配套设施、空间装备和信息网络三方面入手探讨了临近空间预警平台综合防护的对策,对提高临近空间预警平台的生存能力具有一定的应用价值.     

加拿大的军用航天计划

加拿大国防部最近发表的白皮书披露了加拿大军用航天计划的概况。据国防白皮书说,加拿大打算发展被动式军用空间系统,仍然决定不搞反卫星和天基反导弹系统,以避免太空军备竞赛,目前正在研究防空和空间防御用的天基雷达、极高频卫星通信和其它空间系统。为满足有效地监护领土和领空的需要,军用航天活动的重点放在监视,通信、导航、搜索和救援上。     

临近空间高超声速飞行器关键技术及展望

随着各国对提高军队通信、反应和作战能力的需求与日俱增,发展临近空间高超声速 飞行器技术的重要性愈发明显。综述了临近空间高超声速飞行器国内外的发展现状与趋 势,系统全面地分析了发展临近空间高超声速飞行器的关键技术,包括总体设计技术、气动 力和气动热技术、高温长时间热防护技术、高精度GNC技术、有效载荷抛撒技术以及发动机 技术。在此基础上,最后提出了适合我国国情的临近空间高超声速飞行器技术的发展设想。
     

临近空间非弹道式目标HTV-2跟踪滤波与预报问题

近年来各国均开始重视临近空间高超声速飞行器的发展,其中以X-51A和HTV-2高超声速飞行器飞行试验相继成功为代表。本文概述了目前高超声速飞行器跟踪滤波与预报领域存在的难点问题,然后对坐标系进行了定义,并设计了HTV-2(Hypersonic Technology Vehicle-2)质心运动方程及跟踪滤波器,介绍了HTV-2弹道预估原理,最后使用卡尔曼滤波方法进行了仿真计算,并对相关参数的选取进行了分析。仿真结果得出使用卡尔曼滤波算法跟踪滤波效果较好,对工程应用有一定的借鉴意义。     

适合临近空间通信的Ka/V双频口径耦合天线设计

为了减缓飞行器在临近空间高速飞行时产生的等离子体鞘套“黑障”对其通信影响,根据ITU分配的临近空间3区业务频段,设计了一种在Ka/V双频段工作的口径耦合微带天线。该天线在中间缝隙开一圆孔,通过改变圆孔大小实现双频工作,并组成1×4的天线阵列,实现了在Ka和V两个频段的通信。设计结果表明：在Ka频段的-10dB带宽达到11.33%,V频段带宽达到2.52%,满足其在临近空间3区业务的通信频段。该天线易于实现,结构简单,可为临近空间通信飞行器天线设计提供参考。     

临近空间飞行器在电子侦察中的应用研究

临近空间飞行器具有航空航天飞行器无法比拟的优势,在军事上有着广阔的应用前景。介绍了临近空间及临近空间飞行器的概念和特点,总结了临近空间飞行器的发展现状和趋势,并着重探讨了临近空间飞行器在电子侦察方面的应用。