RBCC高超声速巡航飞行器轨迹优化与设计

郑 雄 刘竹生 杨 勇 姚世东 陈洪波

1.中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京 100076 2.中国运载火箭技术研究院，北京 100076



RBCC高超声速巡航飞行器轨迹优化与设计

郑 雄1刘竹生2杨 勇1姚世东1陈洪波1

1.中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京 100076 2.中国运载火箭技术研究院，北京 100076

巡航飞行器正向着快速响应、高超声速巡航和强突防的方向发展，火箭基组合循环(Rocket Based Combined Cycle, RBCC)推进系统是此类飞行器的潜在动力。本文以RBCC高超声速巡航飞行器为研究对象，对其飞行任务剖面进行规划与分析，并针对其轨迹优化设计问题，采取分段求解的思路：分别建立飞行器爬升段和巡航段轨迹设计数学模型，在此基础上，应用粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法对爬升段轨迹进行优化设计，而对于巡航段轨迹，则采用数值方法求解，两段轨迹求解过程中均考虑飞行动压、过载的约束以及控制变量的取值范围限制。仿真结果表明，所得到的轨迹满足飞行任务剖面需求及动压、过载等约束，验证了所用方法的有效性。

RBCC；高超声速巡航飞行器；粒子群优化算法；轨迹优化

火箭基组合循环(Rocket Based Combined Cycle, RBCC)发动机将火箭发动机和冲压发动机有机结合在一个流道中，能充分发挥火箭发动机大推重比和冲压发动机高比冲的优点，是高超声速巡航飞行器及可重复使用运载器最理想的动力装置之一。目前，国内外学者对RBCC可重复使用运载器上升段轨迹设计进行了大量研究，得到了一些有益的结论[1]，而对RBCC高超声速巡航飞行器的轨迹设计研究较少。……