复杂条件下高超声速飞行器再入滑翔制导方法研究

Entry gliding guidance is a key technology for hypersonic glide vehicles. Many Complicated constraints have to be faced in flight because of variable environment parameters, flight characteristic and especial missions. In addition, many issues must be considered in flight such as the uncertainties of environment parameters and aerodynamic parameters, and the unpredictable disturbances and errors. This brings a tremendous challenge to gliding guidance approaches for hypersonic glide vehicles..In this project, gliding guidance approaches under complicated conditions for hypersonic glide vehicles with high lift-to-drag ratio are studied. An innovation is expected to analyze the flight characteristic of hypersonic glide vehicles with multiple constraints. Many complicated conditions from the requirements of real applications is considered, including complicated path constraints, multiple uncertainties, maneuver penetration and lunch platform movement. Furthermore, an attention is given the computational efficiency of the trajectory design and guidance approaches. The key technologies to be considered are as follows: 1) management and enforcement of complicated conditions; 2) rapid glide trajectory design under complicated conditions; 3) the robust and adaptive glide guidance approaches; 4) the glide terminal guidance methodology under complicated constraints and maneuver penetration demand. .The research results may improve the level of the interrelated the trajectory design and guidance approaches for hypersonic glide vehicle, and lay the theoretical foundation for the global quick response system.

再入滑翔制导技术是高超声速滑翔飞行器的关键技术之一。复杂多变的环境、大升阻比气动外形、高超声速飞行、复杂任务等特点使得飞行过程面临多种复杂条件限制。同时，飞行过程存在着较大的气动参数不确定性、各种难以预测的干扰和误差。这些都给高超声速滑翔飞行器的滑翔制导问题带来了严峻的挑战。.本课题以大升阻比高超声速滑翔飞行器为对象，重点研究复杂条件下的滑翔制导问题，探索多约束下高超声速滑翔飞行特性分析的新方法。针对复杂路径约束、不确定性因素、机动突防、平台运动等复杂条件，拟研究以下关键技术：1）复杂条件处理转化技术；2）复杂条件下滑翔弹道快速设计；3）滑翔飞行鲁棒自适应制导方法；4）滑翔末段突防制导策略设计。.项目研究成果有望进一步提高高超声速滑翔飞行器弹道设计与制导技术的成熟度等级，为我国构建未来全球快速响应系统提供理论基础。

再入滑翔制导技术是高超声速滑翔飞行器的关键技术之一。复杂多变的环境、大升阻比气动外形、高超声速飞行、复杂任务等特点使得飞行过程面临多种复杂条件限制。同时，飞行过程存在着较大的气动参数不确定性、各种难以预测的干扰和误差。这些都给高超声速滑翔飞行器的滑翔制导问题带来了严峻的挑战。.本课题以大升阻比高超声速滑翔飞行器为对象，重点研究复杂条件下的滑翔制导问题，探索多约束下高超声速滑翔飞行特性分析的新方法。针对复杂路径约束、不确定性因素、机动突防、平台运动等复杂条件，主要研究内容如下：1）复杂条件处理转化技术：针对复杂路径和不确定性因素，分别设计了相应的复杂约束转化处理技术；2）复杂条件下滑翔弹道快速设计：开展了复杂路径约束下的最优弹道规划及可行弹道快速规划算法研究，完成了考虑不确定性的可靠滑翔弹道规划和俯冲弹道鲁棒优化，以提高设计弹道的可靠性和鲁棒性；同时，开展了考虑发射平台返回的多主体系统弹道设计方法研究，并以RBCC动力助推滑翔飞行器为例进行了多主体轨迹一体化优化设计仿真验证；3）滑翔飞行鲁棒自适应制导方法：提出并设计了固定采样反馈、自适应采样反馈近最优制导，以及多约束通用数值预测校正制导等多种滑翔飞行鲁棒自适应制导方法和制导策略，为实现具有自主性、自适应性、鲁棒性和可靠性的滑翔制导奠定了理论基础；4）滑翔末段及俯冲攻击段突防制导策略设计：提出了综合考虑飞行约束、终端约束和机动突防要求的滑翔末段制导策略，为滑翔末段机动突防性能分析，以及提高末段飞行鲁棒性、精度和突防能力提供了可行方案。.项目研究成果有望进一步提高高超声速滑翔飞行器弹道设计与制导技术的成熟度等级，为我国构建未来全球快速响应系统提供理论基础。