针对高超声速滑翔飞行器的气动性能评估方法,建立了考虑总体约束的气动性能评估指标体系。介绍了几种当前常用的性能评估方法,如层次分析法、网络分析法和物理规划法,重点对层次分析法进行了阐述。最后,给出了高超声速滑翔飞行器气动性能评估流程,并依托层次分析法对典型高超声速滑翔飞行器的气动性能进行了评估案例展示。结果表明:该评估方法能够有效地实现高超声速滑翔飞行器的气动性能评估,可为相关研究提供借鉴。

为提升高超声速滑翔飞行器再入气动系数的刻画精度,基于公开的CAV-H气动系数数据,本文提出了一种改进的高超声速滑翔飞行器再入气动系数拟合模型。首先,建立攻角二次项和马赫数负指数幂项相结合的气动系数拟合模型。其次,利用多元非线性最小二乘法对模型进行参数辨识,并采用拟合优度评价了该模型对气动系数数据的解释程度。然后,依据该模型从升阻比角度分析了气动模型飞行特点。最后,对本文改进模型进行数据拟合仿真,分析升阻比特性,并进行再入轨迹优化任务仿真。气动数据拟合实验表明,与现有典型模型相比,改进模型拟合误差降低,拟合优度进一步提高。不同定升阻比的飞行仿真实验表明,应用改进模型可全面刻画再入滑翔飞行特性。再入滑翔飞行任务仿真结果表明,相较于对比模型,改进模型得到的再入轨迹更为平稳。

针对基于常规运动模型的跟踪算法难以实现对临近空间高超声速滑翔飞行器(NSHGV)的有效跟踪问题,提出了一种基于气动参数分离变换的高超声速目标动力学模型.根据NSHGV目标的传统动力学模型,分析了气动参数的内含因子,将气动参数内含的气动系数、质面比以及滚转角分别分离出来作为待估参量扩展到状态向量中,建立了合适的状态模型方程.仿真结果表明,本文模型对NSHGV的跟踪精度明显好于Singer运动学模型;与基于传统动力学模型相比,本文模型在各参量的估计精度上都有提升,尤其是在各速度估计上提升了21%~22%,在各气动参数估计上提升了52%~82%.

由于高超声速滑翔飞行器（HGVs）具有高速、高机动的特点，对此类目标的状态估计一直是一个研究热点。鉴于采用传统的运动学和动力学模型进行轨迹估计时加速度估计精度不高，提出一种基于气动性能分析的非线性气动参数目标估计模型。首先，在研究了高超声速滑翔飞行器跳跃再入段运动特性的基础上，以类HTV-2飞行器为研究目标，采用气动力估算方法对高超声速滑翔目标再入段的气动力进行计算分析。其次，建立与马赫数线性相关的气动参数“基准模型”和以一阶马尔可夫过程描述的气动参数“偏差模型”，对目标气动参数进行非线性估计。数学仿真结果表明，该方法可以一定程度上提高卡尔曼滤波方法对该类目标的加速度估计精度。