项目名称: 高超声速飞行器复杂约束滑翔机动弹道规划方法研究

项目编号: No.11502289

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 谢愈

作者单位: 中国人民解放军国防科技大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 针对高超声速飞行器滑翔机动飞行过程中的多约束、机动任务要求、参数扰动等难点问题,研究基于扩展阻力加速度飞行剖面的滑翔机动弹道规划方法。首先,构建复杂多约束滑翔机动弹道规划模型,为规划方法研究奠定基础;然后,研究三维滑翔机动飞行走廊构建方法,提出面向滑翔机动要求的扩展阻力加速度飞行剖面生成策略,并建立机动能力快速预测模型;其次,从实际应用的角度构建不同的机动任务模型,设计相应的机动策略,提出满足不同机动任务要求的扩展阻力加速度飞行剖面滑翔机动弹道规划方法;最后,针对高超声速飞行器滑翔机动过程中的参数扰动问题,构建三维“保守飞行走廊”,进而在保守飞行走廊内设计参考飞行剖面,通过跟踪该剖面获得滑翔弹道。本项目旨在解决高超声速飞行器滑翔机动弹道规划过程中的关键理论问题,为高超声速飞行器弹道规划提供理论基础和技术支持,亦为导弹再入机动、飞船再入、月球登陆、火星探测等弹道规划问题的研究提供技术参考。

中文关键词: 高超声速飞行器;再入动力学;轨迹规划;飞行控制;弹道优化

英文摘要: This project will study the gliding maneuver trajectory planning approaches based on the evolved drag acceleration flight profile in order to solving the problems of multiple constraints, maneuver mission requirements, and the uncertainty of the parameters in the flight of the hypersonic vehicle. Firstly, the model of gliding maneuver trajectory planning with multiple constraints will be built, which provides the basis for the study of planning approach. Then, the design approaches of three-dimensional gliding maneuver flight corridor will be studied, and both the generation strategy of the evolved drag acceleration flight profile and the rapid prediction of maneuver capability based on the profile can also be proposed. Thirdly, multiple maneuver models will be built considering the real applications, and the corresponding maneuver strategy can be designed, based on which we can propose the gliding maneuver trajectory planning approaches satisfying the requirements of multiple maneuver missions; Lastly, in order to solve the problem of the uncertainty of the parameters in guidance, a three-dimensional “conservative flight corridor” will be built, and the flight profile can be designed and optimized in the conservative corridor. Hence, the 3D trajectory can be completed by following the flight profile. This project aims to solve the key problems in gliding maneuver trajectory planning for hypersonic vehicles and to provide a theoretical basis and technical support for its further development. The research work can also provide a technical reference for the reentry of missile, reentry of airship, landing on the moon and the exploration of the Mars.

英文关键词: Hypersonic Vehicle;Reentry Dynamics;Trajectory Planning;Flight Control;Trajectory Optimization

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