高超声速飞行器控制研究综述

明新迪

摘要：和以前的载人航空、宇宙船等飞行器系统相比，高超的等声速航空飞机依然同样存在着许多运动控制上的重大难点，例如：建模麻烦、耦合不良、参数值繁杂产生了激烈的音速时变。高超超级声速客机飞机巡航制动控制，具体难题探究呼气式高超超级声速客机飞机的直升机巡航制动控制运行状况以及直升机无效制驱动力高超超级声速客机飞机通过回归制动再入巡航控制时的情况。

关键词：高超声速飞行器;控制;研究

一、高超声速飞行器的发展概述

高超强度声速飞行技术主要是广泛指，在地球大气对流层和没有横向轨道跨越的地球大气层之间进行可以同时完成高超强度声速进行遥控轨道飞行的太空航天器新一代技术。1996年，美国正式宣布实行了hyper-x飞行计划，其主要战略意义之一也也就是，将不断扩展未来美国可以民用和军用高超高度声速无人飞行技术，最终的战略目标之一也也就是，研制设计生产制造出无人高超高度声速的飞行验证民用飞机。

高超超级声速客机飞行器的空中气流物理学研究特点之处主要在于，飞行包络线的飞行规模较大，因此若要通过实际应用简易的声速飞行空中环境分析来准确形容高超超级声速空中的气流场性就具有一定的困难，与此同时，高超超级声速客机飞行器的空中的大气热传动特点与其空中气动性能也会直接受到声速飞行器需要规划的机体尺寸、飞行器所在机需要同时承担的飞行任务等诸多因素有所影响。高超气动声速加热技术与马赫数量之间一直具有紧密的相联关系，相关气动声速技术主要特点包括：最小气动压力加热、高精度升阻比。根据对实际应用情况的典型案例进行分析我们由此可以分析得知，一种可行的火箭推进样式解决问题方案主要为，采用双模大型超燃空气冲压柴油引擎推进发动机和风力火箭引擎作为推进组合体的风力火箭发动机推进样式。

二、高超声飞行器控制的具体探究

1.再入模式

飞行器主要目的是通过高超高的声速从深层空气中再次进入或者输送到整个地球上的一个大气层当中，再次进入段的飞行姿势自动控制的工作目标主要是为了促使一个飞行器通过追随或者跟踪向着一个制导器在回路上所需要奉献的两个倾斜攻击角和侧滑攻击点的角发出号令，与此同时，促使它的侧滑攻击角号令保持在零的数值周围。由于每次再入段段飞行器的信息包络量较大，动压和马赫数都会随之发生变化，姿态飞机运动的各个信息通道之间都可能存在着极为强烈的空间耦合和相互关联，无法准确地检测获得各类再入飞行器的飞机空气态势动作姿态特点，这些特殊情况都直接导致了再次进入段大型飞机的空气态势检测控制分析工作变得更具复杂和繁琐。线性姿态控制系统模型通常无法准确获取用户预期的运动能量，在这样的复杂状况下，再入线性姿态运动控制器的系统设计正被广泛认为采用了对非线性姿态控制系统模型的早期规划。

飞机规划机器人在实际应用反馈线性化技术时候，零动态务必要求它具备一定的稳定性，依据零动态不稳定的情况，通常能采用相同的反馈线性化技术。介于一种再入形式之下的飞行载荷包线较大，通常被广泛地应用于反作用控制系统，内容包括，纯液压控制的办法、逆作用控制系统等等，在只有一种应用于升降舵控制的飞行载荷过程中，要求对输出进行相应的重定义，其主要目的之一就是为了确保零动态变得更加稳定。

2.锥体加速器构型

高超速航空飞行器的线性控制技术规划主要目的在于，飞行器必须稳定和明确的高度命令信号及追溯速度，与此同时，保障攻角误差值应小于0.5，使被控能量的經济损失变得最小化，攻角误差的滞后性还能够降低对于推动基本功能的干扰。依照明确的定性分析模型，规划一个固定在低阶的传感器，这样做的主要目标之一就是，避免高阶传感器随身携带的执行状况。借助仿真，较为了截断式传感器、固定阶段传感器的可靠性，仿真结果表明，固定高阶段的控制电路比截断式传感器具备的特性愈加独特。

因为低超声速飞机的控制及规划应该具备极强的时效性，因而所设计的传感器务必简便可行，而且能够迎合工程规划要求。在历经20年的摸索之后，此种控制形式在技术设备及方法论与实际的应用中也取得了非常重要大的进步，构成了一整套健全的自适应控制技术，其这种控制方式对于载人航空飞船返回再入升力控制等技术问题已经有很多获得深度的探究，尤其重要的是这种理论和技术方式与航空工程的要点，。近些年来，相关学术专家和访问学者分别就高超中等声速太空飞行器用于巡航、攀登的全过程系统控制和应用规划等多个方面的相关问题，对其应用进行了更为深入的学术研究。除此之外，探究了一种可以富含巨大复杂规模高度变化的包含横向空气惯性与相对空气流体动力学高度参数的多个规模变量高超级等声速航空飞行器的一种纵向空气动力学高度控制目标模式，针对在33千米的高度与马赫数15航空器飞行的复杂状况下，追踪0.6千米的高度规模变化与30m/s时的飞行速度值并进行自动调整的高度控制目标，规划了目前在各种特征控制模型中可以采用各种外环、内环方式进行高度控制的基本规律。根据这次仿真的结果可以看出，所规划好的控制方法和规律不仅能够很好地完成对系统中需要跟踪的目标，也可以确保对攻角有一定的约束，使之达到了符合标准的追踪控制功能。

结束语

综上所述，文章主要针对高超声速飞行器控制技术研究的状况进行了分析和综述，高超声速飞行器的控制技术问题仍然是目前最为值得研究的技术领域和重点课题，尽管已经取得一定的成就，但是从实践中结合我国整体发展现状分析来看，尚有许多方法论上的难题及实际应用状况亟待改善，查看现阶段寰球乃至于国内外的研讨现状及，得出以下的结论，低超声速控制研讨重点在于，没有驱动力的飞机也进入到机动控制的状态。因为低超声速的飞机本身具有时候变性、不稳定性等等特征，因而应该应用自从适应控制及特征建模相互交织及融合的控制形式，这样才能够大幅地提高飞机控制的水平，并且转化为一种更加有利于实现各种工程任务的控制理论和技术方式。

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