一种临近空间高升阻比滑翔飞行器概念设计

陈功, 袁先旭, 王文正, 夏斌

(中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所, 四川 绵阳 621000)



一种临近空间高升阻比滑翔飞行器概念设计

陈功, 袁先旭, 王文正, 夏斌

(中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所, 四川 绵阳 621000)

以常规临近空间滑翔飞行器为背景,完成了一种新的临近空间高升阻比滑翔飞行器的气动布局概念设计。首先简要介绍了飞行器的布局形式和操纵舵面配置方式,初步确定了飞行器的基本总体参数;再利用气动力快速计算方法完成了飞行器气动力的计算;在此基础上,详细分析了其纵向和横侧向稳定性与操纵特性;最后,完成了飞行器3 000 km常规射程的滑翔弹道设计和仿真。仿真结果表明,所设计的临近空间高升阻比滑翔飞行器满足热流、动压等多种约束要求,具有一定的工程应用价值。

飞行器; 临近空间; 高升阻比; 概念设计

0　引言

临近空间是指距离地面20～100 km的空域,属于航空、航天的结合部。随着近年来高超声速飞行器的发展,其军事战略意义已经越来越受到各军事强国的重视。临近空间滑翔飞行器飞行速度快(Ma=5～25)、飞行空域大(0～100 km)、飞行距离远(数千甚至上万公里),其设计面临着如下一系列挑战[1]:(1)飞行器在全速域和全空域保持良好的稳定性和操纵性;(2)较高的升阻比以满足远距离滑翔飞行;(3)驻点热流和总加热量不超过防热材料和防热系统的极限;(4)不同任务需求对载荷、容积率、结构等的要求。面对操稳、升阻比、防热等多种相互矛盾的约束,临近空间滑翔飞行器的设计是一个复杂的迭代设计过程。……