摘要：对爆炸螺栓受附加弯矩的机理进行了研究,推导得到爆炸螺栓附加弯矩公式。针对爆炸螺栓连接刚度开展匹配设计的理论分析,得到爆炸螺栓附加弯矩的最优解。依据理论研究得到爆炸螺栓附加弯矩的关系式,对原始设计进行了优化,通过有限元模型分析得到刚度匹配优化设计后的爆炸螺栓附加弯矩大幅降低。将原始设计和刚度匹配设计后的结构方案进行承载能力对比试验,通过应变片法和超声法测量获得了两种结构方案下爆炸螺栓所受的轴力与附加弯矩,两种测量方法所得结果一致。试验与有限元分析结果误差基本在7%以内,相互印证了方法的有效性,为爆炸螺栓连接结构刚度匹配优化设计提供了工程设计依据。

摘要：临近空间高速飞行器采用星光导航技术可有效提升自主导航能力。星光制导受到流场内高温气体发光的干扰,为实现有效观星,需要研究高速飞行器尾流场高温气体光辐射特性,将星敏器安装于高温气体发光较弱的位置,即选择观星窗口。本文针对典型高速飞行器气动外形,采用数值仿真方法计算得到了高温高速流场及其光辐射特性,基于高速飞行器尾部流场的特点,对高温气体在可见光波段内的光辐射特性进行了分析研究,揭示了飞行器尾部流场辐亮度的分布规律,选取了最优观星方向,为高速飞行器观星方案设计提供了有力支撑。结果表明:最合适的观星窗口并不是通常认为的背风区,而是飞行器水平位置附近。

摘要：针对类HTV-2外形飞行器,研究其横侧向控制偏离判据(LCDP)大于0时的气动特性与控制策略设计方法。考虑类HTV-2外形飞行器横向静稳定性易获得的特点,提出一种利用横侧向通道耦合进行气动特性及控制策略设计的方法。分析表明,基于该方法设计气动特性和控制策略可实现LCDP大于0状态下系统的稳定。

摘要：研究了基于状态反馈的滑翔式高超声速飞行器控制系统设计方法。首先建立了滑翔式高超声速飞行器的动力学模型并对其耦合特性进行了分析,然后考虑到该飞行器再入过程中存在的扰动、参数大范围变化和强耦合情况,针对一类抗扰动鲁棒控制系统,在采用伺服补偿器和基于特征根配置设计的镇定补偿器的基础上,引入状态反馈解耦控制器实现输入输出的近似解耦,得到了一种改进的控制系统结构,设计了滑翔式高超声速飞行器的控制系统。最后,通过定点仿真、参数拉偏仿真及大包线全轨迹飞行仿真,对控制系统的性能进行了检验,校验了控制系统设计方法的有效性。

摘要：航向规避弹道的设计可视为一个多约束的优化问题。对此，通过选择导弹到达每个航路点的时间，用两点约束问题代替多点约束问题，得出了控制能量最优解，并分析了弹道特性。计算结果表明，弹道曲线在不超出导弹可用过载的前提下，通过所有航路点，并满足落点要求。该方法可用于航迹规划研究。

摘要：针对运载火箭设计过程中存在质量常值约束、尺寸不等式约束的问题,提出了一种基于FRTLBO-梯度增强算法的运载火箭总体优化设计方法。采用敏感度分析提取包含发动机、气动、质量、尺寸4个学科的运载火箭主要设计参数,建立基于CFD方法的气动优化设计平台,优化出低阻运载火箭外形。仿真结果表明,FRTLBO-梯度增强算法优化算法较目前主流算法求解速度快、求解精度更高,运载器最优外形趋于Ⅰ子级直径与Ⅱ子级直径相等、Ⅲ子级直径略小且总长度为约束上界的气动布局形式。

摘要：针对滑翔式高超声速飞行器大攻角纵向失稳问题,基于连续算法和分岔理论,求解并分析了多特征点单参数分岔图,对平衡分支的稳定性和突变点进行了分析。结合高超声速飞行器大包线飞行特性,求解并分析了双参数分岔,并计算了稳定分支曲面和不稳定分支曲面,从全包线范围揭示了高超声速飞行器大攻角失稳特性。为了实现高超声速飞行器的稳定控制,基于非线性动态逆和分阶思想,设计了非线性控制器,并计算了非线性开环闭环系统的全局特征根分布,结合所提出的一种基于连续算法的非线性闭环系统全局性能评估方法,评估并分析得出非线性控制器的有效性和较优的全局性能。最后,对闭环系统进行了时间历程仿真,进一步验证了非线性控制器的有效性。

摘要：空射运载火箭轨迹设计受载荷、载机安全性、姿控能力等多因素限制,为了解决空射运载火箭面临的复杂多约束条件下的轨迹优化问题,提出了一种考虑穿越距离、最大载荷约束、最大控制能力的轨迹优化设计方法。建立了机箭穿越距离模型与载荷计算模型,通过将上述模型转换为过程约束引入轨迹优化问题中,利用伪谱法对轨迹优化问题进行求解,从而实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹快速优化。在此基础上,梳理了空射运载火箭轨迹设计中影响火箭穿越距离、最大载荷的典型参数,分析了参数间的制约关系。仿真结果表明:该方法能够实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹优化,为空射运载火箭研制提供参考;从降低火箭最大飞行载荷以及总体性能提升角度考虑,空射运载火箭应在较高高度进行投放,投放后以最大角速率将攻角调节至最大值,保证火箭快速穿越稠密大气,同时应尽可能缩短穿越距离,避免火箭在低空加速。

摘要：研究了适用于直接入轨的多级固体运载火箭级间比/弹道一体化优化设计问题。建立了飞行器质量模型、动力学模型、控制模型和优化模型,运用遗传算法实现了运载器级间比/弹道一体化设计。仿真结果表明,与仅优化飞行程序参数相比,级间比/弹道一体化优化一定程度提高了运载火箭整体设计性能,在相同条件下关机点速度提高了5.2%,说明优化后的级间比更能满足直接入轨运载模式的需要。

摘要：针对滑翔式高超声速飞行器飞行环境复杂,临近空间再入段俯仰、偏航和滚转通道之间存在强耦合和参数大范围不确定性的特点,研究了飞行器双环结构协调解耦控制系统设计。首先建立了飞行器面向控制的动力学模型,对模型中的耦合项进行分析;然后将基于慢、快变量的双环控制与协调解耦控制相结合进行控制系统的设计,给出了解耦增益选取的一般方法;最后通过参数拉偏仿真及大包线全轨迹飞行仿真,对控制系统的性能进行了检验,验证了控制系统设计的有效性。