基于最优控制的突防和打击一体化策略

针对攻击弹同时考虑对防御弹进行突防和对目标进行打击的问题,设计攻击弹和防御弹的视线角速度在某一时刻趋于一个非零值,并将此作为终端约束,考虑攻击弹控制能量最小建立性能指标函数,基于最优控制理论设计突防最优制导律。综合考虑攻击弹对防御弹的探测、预估遭遇时间设计了突防开始和结束时机,构建了离线数据库以在线运用,为参数选择提供依据。基于可用过载约束、落角约束等构建了可达域解析模型。综合考虑攻击弹的突防和打击问题,设计了突防/打击一体化策略。仿真结果表明：基于离线数据库进行参数选择的突防制导律具有良好的性能;可达域解析模型具有良好的精度;突防/打击一体化策略能够使得攻击弹在实现突防的同时完成对目标的有效打击。     

基于蒙特卡洛法的反舰导弹末端机动突防效果研究

为了比较反舰导弹在不同的末端机动方式下,当有舰空导弹拦截时哪种突防效果更好,从工程应用的角度出发,考虑反舰导弹受多种因素(包括干扰、建模误差、海情、不确定性等)的影响,并同时考虑舰空导弹的前置角约束和死区约束,建立了反舰导弹与舰空导弹的对抗模型。其中,反舰导弹采用的是基于过载控制方法设计的全弹道仿真模型,舰空导弹则采用三阶简化模型。根据舰空导弹初始拦截位置的不同,设定不同的初始仿真条件,在计算机上进行多次打靶,应用蒙特卡洛法分别计算反舰导弹在不同机动方式下的突防概率。仿真结果表明,在有舰空导弹拦截的情况下,反舰导弹进行螺旋机动时,其突防效果最好,摆式机动次之,然后是纵向蛇行机动,最后是航向蛇行机动,而突防效果最差的则是反舰导弹不进行末端机动。     

攻击飞机突防技术发展演变

空袭和防空是现代战争的重要对抗形式，航空武器与防空系统构成了矛盾的统一体，双方持续不断的斗争推动了技术的发展，也使攻击飞机的突防技术不断地发生着变化，地面防空火力迫使攻击飞机的突防高度由中空上升到高空，为了躲避地面预警雷达的探测和跟踪，突防高度又由高空降到了低空甚至超低空，而机载预警系统的使用对低空突防的飞机构成了最严重的威胁；在最后的几次局部战争中，隐身突防和攻击成为战争的主要特点，随着预警和防空技术的发展，攻击飞机还将不断探索新的突防方法，以适应现代战争的作战需要。     

基于控制变量参数化的主动反拦截突防最优控制计算方法

针对由于敌防空系统防御能力不断提高所带来的进攻导弹突防难题,提出主动反拦截突防(IAIP)的概念,以弥补传统机动突防仅考虑进攻导弹的逃逸而忽略其攻击任务的缺陷。根据IAIP制导的内涵,在综合考虑目标的机动性能、拦截导弹末段的拦截特性及进攻导弹的控制系统性能的基础上,建立进攻导弹-目标-拦截导弹的三体运动模型。将突防制导指令的设计等效为最优控制的求解,其中突防指令为实现燃料最省目标的最优解,进攻导弹的过载、拦截导弹的脱靶量、进攻导弹的攻击角、打击精度和突防后的视线角,分别为控制约束、路径约束和末端约束。借鉴控制变量参数化(CVP)方法将最优控制问题转化为非线性数学规划问题,并将路径约束离散化后采用序列二次规划(SQP)算法得到突防时机给定条件下制导指令的数值解。提出基于CVP的混合遗传算法(CVP-GA),用于求解最优突防时机及制导指令。仿真结果显示,采用IAIP最优控制算法的进攻导弹在成功突防后的打击精度仍可满足任务要求,且其燃料消耗相对于传统串联式突防方法降低了23.7%,验证了该方法的有效性及优越性。     

高速飞行器热防护技术概述

热防护系统是保护高速飞行器不受气动加热影响的主要手段，是高速飞行器不可或缺的重要组成部分。概括介绍了高速飞行器热防护系统的类型，主要包括五种类型的热防护结构和五种类型的热防护材料。对作用于高速飞行器热防护系统的多种因素进行了分析，阐明了高速飞行器热防护技术的发展方向。     

反舰导弹的主要突防技术及其效能

在研究隐身技术、变轨技术和电磁对抗技术基本原理的基础上,分析了三种技术措施对于提高反舰导弹突防效能的贡献,指出现代化反舰导弹的发展趋势是三种技术措施的融合使用。     

高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统

为得到高速飞行器表面各部分的热应力，应变，结构膨胀量等高温力学性能参数，须建立高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统。针对高速飞行器气动模拟试验瞬态热控过程所具有变化复杂，高度非线性，瞬变，强耦合的特点，将模拟控制方法应用于瞬态气动热模拟控制系统。该系统能够按照高速飞行器飞行过程中表面热流和温度的瞬态连续变化对气动模拟加热过程实施快速，准确的动态控制。     

高速飞行器的连续旋转爆震推进技术

吸气式高速飞行器具有重要的战略价值,高性能的推进装置始终是高速飞行器领域的核心问题。基于连续旋转爆震构建的推进系统,与当前基于布雷顿循环构建的推进系统相比,具有显著的性能优势,可以弥补当前推进系统造成的“推力陷阱”问题,有望助力高速飞行器取得长远发展。本文总结了连续旋转爆震燃烧过程与分析模型,以及基于连续旋转爆震构建的推进系统的性能优势与研究进展。进一步,针对连续旋转爆震冲压发动机,讨论了本质非定常燃烧室对发动机进气道与尾喷管的设计要求与需求,介绍了进气道抵抗压力波反传的措施,并进行了数值分析,证明了相关措施的可行性。最后展望了采用基于连续旋转爆震构建的推进系统的发展前景。     

高速飞行器结构综述

航空初期，人们就对高速飞行器结构感兴趣。从在Kitlyhawk，North Carolina的幸运之日开始，速度问题就与航空界密不可分。在航空的第一个世纪里，对超高速飞行器结构技术改进就专门进行了研究，特别是这些改进为下一世纪高速飞行器的研究指明方向。     

基于综合识别的高速飞行器在线姿态控制方法

针对高速飞行器控制方法中控制模型难以适应大包络飞行和算法中辨识存在收敛性的问题,设计了一种基于综合识别的在线控制方案.首先,由在线直接可测量构成三通道的特征状态量,以特征状态量建立面向控制的特征模型;然后,通过反馈线性化进行通道间的解耦,采用极点配置来进行在线控制参数的实时调节.仿真结果表明,在气动参数拉偏的情况下,三个通道均取得了较好的控制效果,控制器具有快速性和鲁棒性,且易于工程实现.     

基于MEMS技术的微型飞行器

随着MEMS技术的发展,微型飞行器(MAV)成为当今先进国家竞相研究的科技前沿课题。综述了世界各国微型飞行器研究的进展及其关键技术。     

高超声速滑翔飞行器摆动式机动突防弹道设计

 为提高大升阻比高超声速滑翔飞行器机动突防能力,提出了一种侧向摆动式机动弹道的设计方法。基于动态逆的思想,建立了侧向摆动式机动弹道的弹道形式和所需倾侧角间的关系模型;在平衡滑翔假设下,将包括动压、过载和热流在内的飞行约束转化为迎角约束,从而确定了迎角-速度飞行走廊;在此基础上,设计了平衡滑翔情况下满足侧向摆动式机动及飞行约束所需的迎角变化规律。根据所设计的迎角和倾侧角,即可实现平衡滑翔情况下预定机动模式的侧向机动。以HTV(Hypersonic Technology Vehicle)为例进行仿真分析,结果表明该方法能够快速设计出预定机动幅度和机动频率的侧向摆动式机动突防弹道。     

基于伴随技术的超音速反舰导弹末端机动突防的脱靶量分析

采用伴随技术,得到了确定性误差条件下反舰导弹末端机动突防的稳态脱靶量解析解。利用该解析解,得到了各种末端机动的脱靶量曲线。结果表明,两种非平面机动方式比平面机动方式有更大的脱靶量,从而有更好的突防效果。     

直升机超低空突防辅助系统技术研究

介绍了直升机超低空突防辅助系统的组成部分及关键技术。研究表明将现有超低空突防技术应用于直升机,可有效降低直升机的飞行高度,实现直升机超低空贴地飞行,大大提高武装直升机攻击的突然性、精确性和多样性,空战能力以及远程突袭的安全性;也可以提高民用直升机的任务成功率和安全性,具有非常广阔的应用前景。     

临近空间高速飞行器微量气动力试验及计算

针对临近空间大气环境微量气动力风洞试验准确测量需求,研制了微量天平测力系统,实现了微量天平的结构设计和静态校准。采用钝锥简单外形进行试验验证,并对三角翼升力体复杂外形做了探索,结果表明：钝锥外形验证试验中,3次试验时天平各载荷单元的气动数据重复性精度均优于4.8%;探索试验中,三角翼升力体外形采用该风洞目前能达到最低密度状态,试验结果表明：该微量测力天平在极限状态下表现较好。在此基础上,利用数值计算方法对上述外形进行模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,表明数值计算得到的钝锥和三角翼升力体的气动力均与微量天平测力结果吻合较好;对于简单钝锥外形,在其试验条件下,钝锥表面压阻远高于摩阻;对于三角翼升力体外形,其试验条件下环境大气更加稀薄,三角翼表面摩阻占比与压阻相当。     

飞行器再入机动制导的一种新方法

基于飞行力学的原理，建立了飞行器攻击地面目标的运动方程，进而运用计算结构力学与最优控制的相似性原理，将求解Ｒｉｃｃａｔｉ方程的一种新方法引入飞行器再入机动制导问题中。由于采用的是结构静力学中的子结构消元法，从而避免了本征值问题的求解。该方法大幅度地提高了计算速度，同时具有很好的数值稳定性，计算结果表明该方法的有效性。     

助推—滑翔飞行器轨迹设计研究综述

近年来,随着武器防御系统的不断发展,具有高突防能力的基于助推—滑翔概念的超声速跨大气层飞行器成为国内外的研究热点.目前国内外出现多种助推—滑翔飞行器轨迹设计方法,但较全面地对各种方法进行综合研究的文献非常有限且近期未见公开发表.通过对这方面相关文献的研究,将助推—滑翔飞行器轨迹设计的关键问题分类,总结了常见解决方案的特点和应用情况,对一些热点问题进行了探讨,并对未来的工作提出了建议     

反舰导弹突防研究

根据现代海战的特点,结合武器装备的实际,对发射多种类型反舰导弹情况下,反舰导弹的突防模型进行构造和分析,建立了仿真程序.对影响导弹突防能力的因素进行分析,得出了结论,此种模型的建立同样适用其它类型的导弹.     

弹头突防技术与实现

在介绍了弹头的突防技术的基础上,通过计算探讨了实现突防措施及破坏防御的目标拦截技术。提出了远程弹道导弹突防的策略,分析了现阶段可采用的技术手段。     

高速飞行器壁板颤振分析的研究进展

壁板颤振是壁板结构在高速气流中发生的一种自激振动现象，特别是超音速和高超音速飞行器上特别容易发生这种现象。壁板颤振引发的非线性振动将对高速飞行器结构的疲劳强度、飞行性能和飞行安全带来不利的影响。随着高速飞行器研发工作的开展，壁板颤振问题将得到越来越多的重视。根据目前国内外高速飞行器壁板颤振的研究现状，介绍了壁板颤振的六种分析模型并从结构理论和气动力理论出发详述了这种分类的依据。阐述了温度、气流偏角、壁板几何尺寸及边界条件对壁板颤振的影响规律。并介绍了目前用于分析壁板颤振问题的频域和时域方法并总结了各种分析方法的优缺点。最后归纳了目前对高速飞行器壁板颤振研究得出的几个重要结论，提出了今后在高速飞行器壁板颤振研究中需要解决的若干问题。