垂直起降可重复使用运载器发展现状与关键技术分析

重复使用运载技术是降低单次发射成本、提高发射密度和减少残骸危害的有效手段,随着以Falcon 9系列为代表的垂直起降运载器的成功回收与重复使用,其在商业航天发射市场表现出了较强的竞争力,掀起了可重复使用运载器的研究新热潮。首先梳理了垂直起降可重复使用运载器的发展现状,然后结合垂直起降运载的任务特征分析了其关键技术,最后总结了垂直起降运载器的发展趋势。     

基于偏置比例导引的垂直攻击滑模制导律

为了提高空地导弹毁伤效果,需要对地面固定目标采用大角度乃至垂直打击方式。针对这一需求,设计了一种基于偏置比例导引的垂直攻击滑模制导律。首先在传统的比例导引制导律的基础上增加了一个角度约束偏置项,并结合滑模变结构理论使其滑模变结构化。然后运用自适应滑模趋近律,并采用准滑动模态控制削弱了抖振的影响。仿真结果表明:此制导律控制落角能力较强,同时具有较高的命中精度。整个攻击过程中的弹目视线角速度变化较小,最后以垂直落角攻击目标。     

Evaluating the IRI topside model for the South African region: An overview of the modelling techniques

The representation of the topside ionosphere (the region above the F2 peak) is critical because of the limited experimental data available. Over the years, a wide range of models have been developed in an effort to represent the behaviour and the shape of the electron density (Ne) profile of the topside ionosphere. Various studies have been centred around calculating the vertical scale height (VSH) and have included (a) obtaining VSH from Global Positioning System (GPS) derived total electron content (TEC), (b) calculating the VSH from ground-based ionosonde measurements, (c) using topside sounder vertical Ne profiles to obtain the VSH. One or a combination of the topside profilers (Chapman function, exponential function, sech-squared (Epstein) function, and/or parabolic function) is then used to reconstruct the topside Ne profile. The different approaches and the modelling techniques are discussed with a view to identifying the most adequate approach to apply to the South African region’s topside modelling efforts. The IRI-2001 topside model is evaluated based on how well it reproduces measured topside profiles over the South African region. This study is a first step in the process of developing a South African topside ionosphere model.     

亚声速条件下外形参数对逆流矢量喷管性能影响的模拟研究

为逆流矢量喷管几何构型选取提供理论依据,采用数值模拟方法研究了零攻角亚音速条件下抽吸角、横向高度及垂直段高度等外套管外形参数对逆流推力矢量喷管内部流动结构及矢量性能的影响,得到了推力矢量角、合成推力系数、二次流流量比等随外形参数的变化规律。研究结果表明:抽吸角及外套管垂直段高度对逆流矢量喷管的推力矢量角变化均无大的影响,且抽吸角及外套管垂直段高度分别变化时,两者的最大矢量角和最小矢量角的角度差均不超过0.35°,合成推力系数均随两者增大而减小,抽吸角变化时合成推力系数在0.778左右,其变化值不超过0.001,垂直段高度变化时合成推力系数范围为0.77~0.84,而流量比受抽吸角及垂直段高度变化的影响均微小;横向高度较小时,主流易发生附体,随其增大,推力矢量角增加,最大值达7°,而合成推力系数随之减小,范围为0.75~0.87,抽吸二次流流向由同向转变为逆向,流量增大,最大流量比为2%;推力矢量喷管的整体性能较无外流时明显下降。     

关于某型飞机垂尾翼根整流罩结构的设计与研究

复合材料在设计性、工艺性、结构减重等方面有着很大的优势,其在飞机制造中的应用比重也越来越大。以某型飞机为例,详细分析和探讨了垂直尾翼根部整流罩结构基于复合材料的设计过程,具体包括整流罩结构的总体布置、复合材料面板的铺层设计、气动密封件设计、表面防护设计、装配设计等方面的内容。     

CK-1M无人机双发助推的同步性试验研究

本文对无人机双发助推的同步性进行了研究。研究对象是CK-1M遥控机。实现多发助推的同步性,关键是推进剂特性参数和面喉比保持稳定,确保平衡压强的一致性。此外,点火药量容差及并联电路点火,也是实现多发助推同步性的重要因素。本文采用放样吊线法安装助推器,确保安装精度和左右对称,从而保证了力的精确传递方向,避免了附加力矩的产生。经台架试验和试飞验证,CK-1M双发助推的同步性良好。     

大型无人机双发火箭助推发射技术的研究

与小型无人机单发火箭助推发射系统比较,大型无人机双发火箭助推发射系统设计中存在着一些特殊问题,如火箭助推器的匹配设计,发射装置类型设计,发射参数的选择,纵向力矩平衡问题,以及机－架系统的动载荷问题等。通过对上述问题的分析讨论,为此类无人机发射系统总体方案的确定提供了一些设计原则和选择依据。     

导弹模型水下发射动响应测试研究

本文考虑导弹水下发射的力学环境条件，给出了导弹模型水下点火动响应测试试验原理与实现方法。并基于某导弹比模型进行了实际测试，取得了导弹模型水下发射时发动机推力以及相应的结构壳体应变量等参数。结果对一类潜射导弹结构强度总体设计有指导意义。     

小型混合翼无人机过渡过程一体化建模与控制

混合翼垂直起降无人机解决了普通固定翼无人机无法垂直起降以及旋翼无人机航时航程小的问题。针对旋翼与固定翼结合的混合翼可垂直起降无人机系统,将过渡过程中旋翼部分和固定翼部分进行一体化结合,推导了混合翼无人机过渡过程非线性动力学方程组。通过对得到的无人机纵向气动模型进行稳定性分析,设计了基于采用LQR(Linear Quadratic Regulator)的增益调度跟踪控制器。结果表明设计的控制器能使无人机状态进行良好的跟踪。     

水平空中发射固体有翼运载火箭轨道设计与优化

根据水平空中发射固体有翼运载火箭的飞行特点,提出了一种飞行程序角的工程设计方法,并给出了三级飞行段及滑行段飞行程序角的表达式,建立了发射轨道优化模型,应用基于方向的遗传算法对其发射轨道进行了优化。该方法适用于水平空中发射固体火箭方案论证和初步设计。