高超声速飞行器跳跃滑翔趋势分析
发布时间：2021-04-14 12:29
研究高超声速滑翔飞行器在跳跃滑翔条件下,飞行速度、速度倾角、飞行纵程、飞行高度等状态变量的变化趋势。利用四阶龙格-库塔方法求得飞行器状态变量的数值解。以不同阶次正交多项式拟合状态变量的数值解,求解表征状态变量变化趋势的解析解。仿真结果表明,飞行速度、速度倾角、飞行高度3个阶次解析解的RMSE均值相差分别为20 m/s,0.1°,1.5 km,所以跳跃滑翔条件下的飞行速度、速度倾角、飞行高度的变化趋势可用一阶正交多项式表示。飞行纵程一阶解析解的RMSE明显大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE,所以跳跃滑翔条件下的飞行纵程可用二阶或三阶正交多项式表示。
【文章来源】：现代防御技术. 2020,48(06)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
地面坐标系和速度坐标系
图3所示，为10个跳跃滑翔弹道飞行速度解析解的平均均方根误差(root mean square error,RMSE)。从图3中可以看出，一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个阶次解析解的RMSE相差在20 m/s之内。表2为各跳跃滑翔弹道飞行速度不同阶次解析解的最大RMSE和最小RMSE。由表2可知，10个跳跃滑翔弹道飞行速度一阶解析解的最大RMSE均值较大，同时一阶解析解的最小RMSE均值与二阶解析解、三阶解析解的最小RMSE均值相差不超过2 m/s，且一阶解析解的最小RMSE均值要小于二阶和三阶解析解的最小RMSE均值。限于篇幅，在此以弹道T11为例，图4所示为弹道T11的飞行速度数值解与解析解，图5为不同阶次解析解的RMSE。由图4可知，飞行速度的3个不同阶次的解析解均能很好地拟合飞行速度的数值解。由图5可知，飞行速度一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个不同阶次解析解的RMSE相差在10 m/s左右，相对飞行器的高超声速而言可忽略不计，且一阶解析解的运算量更低。由以上分析可知，跳跃滑翔飞行速度的变化趋势可用一阶正交多项式表示，飞行速度-时间近似满足线性关系。
限于篇幅，在此以弹道T11为例，图4所示为弹道T11的飞行速度数值解与解析解，图5为不同阶次解析解的RMSE。由图4可知，飞行速度的3个不同阶次的解析解均能很好地拟合飞行速度的数值解。由图5可知，飞行速度一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个不同阶次解析解的RMSE相差在10 m/s左右，相对飞行器的高超声速而言可忽略不计，且一阶解析解的运算量更低。由以上分析可知，跳跃滑翔飞行速度的变化趋势可用一阶正交多项式表示，飞行速度-时间近似满足线性关系。图4 弹道T11飞行速度数值解与解析解
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高超声速飞行器攻击意图预测方法[J]. 罗艺,谭贤四,王红,曲智国. 西安电子科技大学学报. 2019(05)
[2]基于意图推断的高超声速滑翔目标贝叶斯轨迹预测[J]. 张凯,熊家军,李凡,付婷婷. 宇航学报. 2018(11)
[3]反临近空间高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口[J]. 王华吉,雷虎民,张大元,周觐,邵雷. 国防科技大学学报. 2018(05)
[4]高超声速飞行器分解集成轨迹预测算法[J]. 韩春耀,熊家军,张凯,兰旭辉. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[5]典型控制规律滑翔飞行器的轨迹预测方法[J]. 张洪波,黄景帅,李广华,汤国建. 现代防御技术. 2017(04)
[6]基于自适应IMM的高超声速飞行器轨迹预测[J]. 翟岱亮,雷虎民,李炯,刘滔. 航空学报. 2016(11)
[7]基于升阻比变化规律的再入高超声速滑翔飞行器轨迹预测算法[J]. 王路,邢清华,毛艺帆. 系统工程与电子技术. 2015(10)
[8]临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪技术[J]. 张翔宇,王国宏,李俊杰,盛丹. 航空学报. 2015(06)
[9]临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪模型[J]. 王国宏,李俊杰,张翔宇,吴巍. 航空学报. 2015(07)
[10]Analysis of optimal initial glide conditions for hypersonic glide vehicles[J]. Yan Xiaodong,Lyu Shi,Tang Shuo. Chinese Journal of Aeronautics. 2014(02)
本文编号：3137321
【文章来源】：现代防御技术. 2020,48(06)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
地面坐标系和速度坐标系
图3所示，为10个跳跃滑翔弹道飞行速度解析解的平均均方根误差(root mean square error,RMSE)。从图3中可以看出，一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个阶次解析解的RMSE相差在20 m/s之内。表2为各跳跃滑翔弹道飞行速度不同阶次解析解的最大RMSE和最小RMSE。由表2可知，10个跳跃滑翔弹道飞行速度一阶解析解的最大RMSE均值较大，同时一阶解析解的最小RMSE均值与二阶解析解、三阶解析解的最小RMSE均值相差不超过2 m/s，且一阶解析解的最小RMSE均值要小于二阶和三阶解析解的最小RMSE均值。限于篇幅，在此以弹道T11为例，图4所示为弹道T11的飞行速度数值解与解析解，图5为不同阶次解析解的RMSE。由图4可知，飞行速度的3个不同阶次的解析解均能很好地拟合飞行速度的数值解。由图5可知，飞行速度一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个不同阶次解析解的RMSE相差在10 m/s左右，相对飞行器的高超声速而言可忽略不计，且一阶解析解的运算量更低。由以上分析可知，跳跃滑翔飞行速度的变化趋势可用一阶正交多项式表示，飞行速度-时间近似满足线性关系。
限于篇幅，在此以弹道T11为例，图4所示为弹道T11的飞行速度数值解与解析解，图5为不同阶次解析解的RMSE。由图4可知，飞行速度的3个不同阶次的解析解均能很好地拟合飞行速度的数值解。由图5可知，飞行速度一阶解析解的RMSE大于二阶解析解和三阶解析解的RMSE，但3个不同阶次解析解的RMSE相差在10 m/s左右，相对飞行器的高超声速而言可忽略不计，且一阶解析解的运算量更低。由以上分析可知，跳跃滑翔飞行速度的变化趋势可用一阶正交多项式表示，飞行速度-时间近似满足线性关系。图4 弹道T11飞行速度数值解与解析解
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高超声速飞行器攻击意图预测方法[J]. 罗艺,谭贤四,王红,曲智国. 西安电子科技大学学报. 2019(05)
[2]基于意图推断的高超声速滑翔目标贝叶斯轨迹预测[J]. 张凯,熊家军,李凡,付婷婷. 宇航学报. 2018(11)
[3]反临近空间高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口[J]. 王华吉,雷虎民,张大元,周觐,邵雷. 国防科技大学学报. 2018(05)
[4]高超声速飞行器分解集成轨迹预测算法[J]. 韩春耀,熊家军,张凯,兰旭辉. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[5]典型控制规律滑翔飞行器的轨迹预测方法[J]. 张洪波,黄景帅,李广华,汤国建. 现代防御技术. 2017(04)
[6]基于自适应IMM的高超声速飞行器轨迹预测[J]. 翟岱亮,雷虎民,李炯,刘滔. 航空学报. 2016(11)
[7]基于升阻比变化规律的再入高超声速滑翔飞行器轨迹预测算法[J]. 王路,邢清华,毛艺帆. 系统工程与电子技术. 2015(10)
[8]临近空间高超声速滑跃式轨迹目标跟踪技术[J]. 张翔宇,王国宏,李俊杰,盛丹. 航空学报. 2015(06)
[9]临近空间高超声速滑跃式机动目标的跟踪模型[J]. 王国宏,李俊杰,张翔宇,吴巍. 航空学报. 2015(07)
[10]Analysis of optimal initial glide conditions for hypersonic glide vehicles[J]. Yan Xiaodong,Lyu Shi,Tang Shuo. Chinese Journal of Aeronautics. 2014(02)
本文编号：3137321
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