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临近空间高超声速飞行器快时变机动模型及轨迹预报
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作者 朱金钊 周荻 +1 位作者 陈晓波 蔡明春 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第1期244-253,共10页
针对临近空间高超声速快时变机动目标的轨迹跟踪与弹道预报问题,首先以现有的针对慢时变机动目标的运动模型为基础,引入描述快时变机动特点的状态量,建立一种机动目标跟踪非线性模型,并证明基于该模型的非线性跟踪滤波系统的可观性。其... 针对临近空间高超声速快时变机动目标的轨迹跟踪与弹道预报问题,首先以现有的针对慢时变机动目标的运动模型为基础,引入描述快时变机动特点的状态量,建立一种机动目标跟踪非线性模型,并证明基于该模型的非线性跟踪滤波系统的可观性。其次,针对该系统提出一种连续-离散测量插值混合型快收敛推广卡尔曼滤波器,还提出一种基于聚类分析的目标机动模式识别方法,并基于目标机动模式识别设计了预报器。仿真结果表明,对于做快时变机动的临近空间高超声速飞行器,采用所提出的机动模型,可以获得良好的跟踪和预报结果。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速飞行器 快时变机动模型 聚类分析 弹道预报
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高超声速临近空间作战智能体攻击模型与仿真
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作者 李海林 吴德伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第10期54-58,62,共6页
通过对高超声速临近空间智能体攻击模型的概念描述和逻辑描述,抽象出攻击模型的数学模型,提出了一种基于作战智能体的行为模型框架和高超声速临近空间智能体攻击模型。基于Sw arm复杂性仿真平台,仿真分析了高超声速临近空间智能体攻击... 通过对高超声速临近空间智能体攻击模型的概念描述和逻辑描述,抽象出攻击模型的数学模型,提出了一种基于作战智能体的行为模型框架和高超声速临近空间智能体攻击模型。基于Sw arm复杂性仿真平台,仿真分析了高超声速临近空间智能体攻击的态势和效果,验证了建模方法的可行性,为研究高超声速临近空间飞行器提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 高超声速临近空间武器平台 作战智能体 攻击模型 SWARM仿真
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临近空间高超声速武器发展概况与防御体系研究 被引量:8
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作者 李宏宇 尹童 敦晓彪 《现代防御技术》 北大核心 2022年第6期1-10,共10页
俄罗斯首次使用“匕首”高超声速武器在实战中摧毁了乌克兰一处大型地下仓库,使得世界各国对高超声速武器的重视程度和紧迫感日益增强;高超声速武器具有飞行速度快、机动能力强、飞行轨迹预测难等优势,使得传统导弹防御体系“一夜瘫痪... 俄罗斯首次使用“匕首”高超声速武器在实战中摧毁了乌克兰一处大型地下仓库,使得世界各国对高超声速武器的重视程度和紧迫感日益增强;高超声速武器具有飞行速度快、机动能力强、飞行轨迹预测难等优势,使得传统导弹防御体系“一夜瘫痪”。随着世界各国加快高超声速技术武器化,高超声速武器防御体系也在同步开展建设。针对国外高超声速武器的防御问题,深入分析了国外高超声速武器的发展现状以及美俄高超声速武器防御体系建设概况,并且梳理了国外高超声速武器防御体系建设的发展方向,研究结果可以推动先进防御技术发展。 展开更多
关键词 匕首 临近空间 高超声速武器 防御体系建设 预警探测系统
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临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划 被引量:24
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作者 张大元 雷虎民 +2 位作者 邵雷 李炯 肖增博 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期91-96,共6页
利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运... 利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速飞行器 粒子群算法 弹道规划
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临近空间高超声速飞行器RCS特性研究 被引量:27
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作者 于哲峰 刘佳琪 +5 位作者 刘连元 任爱民 梁世昌 陈旭明 邬润辉 黄洁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期713-719,共7页
首次系统地对升力体外形临近空间飞行器雷达散射截面(RCS)特性开展了研究,主要研究内容包括本体及绕流RCS特性研究,亚密湍流尾迹RCS特性研究和层流尾迹的RCS特性研究等。结果显示:等离子体绕流将降低飞行器后向RCS;亚密湍流尾迹对低频段... 首次系统地对升力体外形临近空间飞行器雷达散射截面(RCS)特性开展了研究,主要研究内容包括本体及绕流RCS特性研究,亚密湍流尾迹RCS特性研究和层流尾迹的RCS特性研究等。结果显示:等离子体绕流将降低飞行器后向RCS;亚密湍流尾迹对低频段RCS影响明显,对高频段影响不明显。另外,双站雷达对临近空间高超声速飞行器也会有较好的探测效果。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速飞行器 等离子体 尾迹 RCS特性
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临近空间高超声速飞行器关键技术及展望 被引量:117
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作者 黄伟 罗世彬 王振国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1259-1265,共7页
随着各国对提高军队通信、反应和作战能力的需求与日俱增,发展临近空间高超声速飞行器技术的重要性愈发明显。综述了临近空间高超声速飞行器国内外的发展现状与趋势,系统全面地分析了发展临近空间高超声速飞行器的关键技术,包括总体设... 随着各国对提高军队通信、反应和作战能力的需求与日俱增,发展临近空间高超声速飞行器技术的重要性愈发明显。综述了临近空间高超声速飞行器国内外的发展现状与趋势,系统全面地分析了发展临近空间高超声速飞行器的关键技术,包括总体设计技术、气动力和气动热技术、高温长时间热防护技术、高精度GNC技术、有效载荷抛撒技术以及发动机技术。在此基础上,最后提出了适合我国国情的临近空间高超声速飞行器技术的发展设想。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 高超声速飞行器 临近空间 关键技术
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地基雷达部署对探测临近空间高超声速目标影响研究 被引量:14
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作者 肖松 谭贤四 +1 位作者 王红 曲智国 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1723-1728,共6页
针对不同地基雷达(GBR)部署方式对探测临近空间高超声速目标的性能影响问题,该文建立临近空间高超声速目标模型和GBR探测模型,依据目标雷达截面积(RCS)、探测距离和观测角随时间的变化情况,提出检测概率、跟踪系数和资源冗余率3种雷达... 针对不同地基雷达(GBR)部署方式对探测临近空间高超声速目标的性能影响问题,该文建立临近空间高超声速目标模型和GBR探测模型,依据目标雷达截面积(RCS)、探测距离和观测角随时间的变化情况,提出检测概率、跟踪系数和资源冗余率3种雷达探测性能评估指标,仿真分析GBR前沿部署、接力部署和要地部署方式对临近空间高超声速目标探测性能的影响。结果表明,前沿部署和接力部署相结合的探测效果好,前沿部署首次发现目标距离远,能提供的预警时间长,要地部署跟踪时间短,资源冗余率高。研究结果具有一定现实意义和工程实践性,能为临近空间预警系统中GBR部署提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 地基雷达 部署 临近空间 高超声速 探测
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临近空间高超声速助推-滑翔式轨迹目标跟踪 被引量:22
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作者 张翔宇 王国宏 +1 位作者 张静 刘源 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1125-1132,共8页
针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向... 针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向上高机动频率运动的不同,将目标量测分别投影到经纬平面和高度方向上,并通过分段跟踪处理,以减小耦合误差对目标跟踪精度的影响;接着,在对目标高超声速特性充分分析的基础上,利用经纬方向上的点迹归并和凝聚处理,以有效解决目标高超声速运动所引起的分裂问题;然后,在对目标高度IMM跟踪的基础上,通过对加速度突变的合理检测和补偿,以进一步实现目标在高度方向上高机动频率运动的可靠跟踪;最后,结合统计学原理,将目标在同一时刻不同跟踪段中的状态估计相关联,以有效实现临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标的精确跟踪。仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 助推-滑翔式轨迹 交互多模型跟踪
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临近空间高超声速目标跟踪动力学模型 被引量:14
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作者 李凡 熊家军 +3 位作者 张凯 韩春耀 席秋实 张怀念 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期266-276,共11页
针对临近空间滑跃式高超声速目标(NSHV)跟踪问题,提出一种新型的动力学跟踪模型。首先从动力学方程与横纵向机动样式两个方面分析了NSHV运动特性,将其抽象为滑跃式NSHV气动加速度相关性的一般规律;在此基础上将气动加速度中的阻力与爬... 针对临近空间滑跃式高超声速目标(NSHV)跟踪问题,提出一种新型的动力学跟踪模型。首先从动力学方程与横纵向机动样式两个方面分析了NSHV运动特性,将其抽象为滑跃式NSHV气动加速度相关性的一般规律;在此基础上将气动加速度中的阻力与爬升加速度建模为二阶时间相关模型,使其加速度自相关函数同时具备周期性与衰减性,并据此建立了动力学跟踪模型状态方程;此外,为应对有无动力段转换的误差突变问题(有动力的情况),引入强跟踪滤波进行突变点的滤波补偿。最后通过与不同现有算法比较验证了模型的优越性。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速目标 目标跟踪 动力学模型
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一种临近空间高超声速目标检测前跟踪算法 被引量:17
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作者 李林 王国宏 +1 位作者 于洪波 谭顺成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期420-427,共8页
针对传统算法无法对临近空间高超声速目标进行有效检测的问题,提出了一种基于Hough变换和多条件约束的检测前跟踪算法。首先采用时间-径向距离量测(TBD)数据进行Hough变换,将参数空间变量θ作为积累约束条件来避免无效积累,得到目标可... 针对传统算法无法对临近空间高超声速目标进行有效检测的问题,提出了一种基于Hough变换和多条件约束的检测前跟踪算法。首先采用时间-径向距离量测(TBD)数据进行Hough变换,将参数空间变量θ作为积累约束条件来避免无效积累,得到目标可能航迹;之后对所有可能航迹进行速度约束和航向约束,进一步剔除虚假航迹和航迹内杂波点;最后对同一目标航迹进行合并,得到最终确认航迹。通过仿真对算法有效性进行了验证,并分析了不同信噪比和杂波密度条件下的算法性能,仿真结果表明,算法能够在杂波环境下对临近空间高超声速目标进行有效检测。 展开更多
关键词 HOUGH变换 多条件约束 临近空间 高超声速目标 检测前跟踪(TBD)
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临近空间高超声速目标MCT跟踪模型 被引量:11
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作者 肖松 谭贤四 +1 位作者 李志淮 王红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期185-188,194,共5页
针对传统单模型不能有效跟踪临近空间高超声速目标的问题,提出了一种Modified Coordinate Turn(MCT)跟踪模型。根据临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的特点,假设目标角速度为一阶时间相关过程,借助"当前"统计模型的思想... 针对传统单模型不能有效跟踪临近空间高超声速目标的问题,提出了一种Modified Coordinate Turn(MCT)跟踪模型。根据临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的特点,假设目标角速度为一阶时间相关过程,借助"当前"统计模型的思想,对目标角速度进行实时修正,结合扩展卡尔曼滤波算法,实现对目标的稳定跟踪。Monte Carlo仿真结果表明,新模型能够实现对临近空间高超声速目标在巡航段跳跃飞行的准确跟踪,并且跟踪性能稳定,具有较强的实用性。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速 跳跃飞行 目标跟踪
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地基雷达探测临近空间高超声速目标优化部署方法 被引量:8
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作者 肖松 谭贤四 +1 位作者 王红 汪毅 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期121-127,共7页
为提高地基雷达对临近空间高超声速目标的探测能力,探讨了一种实用高效的地基雷达优化部署方法,对地基雷达探测临近空间高超声速目标的难点和数学模型进行了分析,提出了地基雷达探测临近空间高超声速目标的部署原则和量化指标,建立了地... 为提高地基雷达对临近空间高超声速目标的探测能力,探讨了一种实用高效的地基雷达优化部署方法,对地基雷达探测临近空间高超声速目标的难点和数学模型进行了分析,提出了地基雷达探测临近空间高超声速目标的部署原则和量化指标,建立了地基雷达优化部署模型,并进行了信息素引导性控制的蚁群算法设计。仿真结果表明,该方法可实现多种程式地基雷达的优化部署,提高了地基雷达优化部署效率和可操作性,为地基雷达探测临近空间高超声速目标的优化部署提供了一种新思路。 展开更多
关键词 优化部署 地基雷达 临近空间 高超声速 蚁群算法 探测
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临近空间高超声速导弹红外特性研究 被引量:31
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作者 张海林 周林 +2 位作者 左文博 范奇 谭西江 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期41-44,共4页
研究临近空间高超声速导弹的红外辐射特性,对于反临近空间武器系统侦察监视临近空间目标具有重要意义。通过对临近空间高超声速导弹 X-51 A 试验飞行过程的研究,深入分析了高超声速导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射模型。以导弹... 研究临近空间高超声速导弹的红外辐射特性,对于反临近空间武器系统侦察监视临近空间目标具有重要意义。通过对临近空间高超声速导弹 X-51 A 试验飞行过程的研究,深入分析了高超声速导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射模型。以导弹蒙皮、发动机及尾喷焰作为高超声速导弹的主要红外辐射源,以 X-51 A 试验飞行器为参考,计算临近空间高超声速导弹在3-5μm 和8-14μm 波段在不同方向上的红外辐射强度,并针对计算结果进行了分析。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速导弹 红外辐射源 红外辐射强度
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临近空间高超声速飞行器黑障问题研究综述 被引量:15
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作者 龚旻 谭杰 +4 位作者 李大伟 马召 田冠锁 王暕来 孟令涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1059-1070,共12页
首先对国内外黑障问题研究历史进行了回顾,然后从等离子体鞘套形成机理和基本特征、电波传播机理及信道特征等方面阐述了高超声速飞行器黑障问题的成因。随后,着重介绍了等离子体流场和电波传播数值模拟方法并分析了方法的适用性。进一... 首先对国内外黑障问题研究历史进行了回顾,然后从等离子体鞘套形成机理和基本特征、电波传播机理及信道特征等方面阐述了高超声速飞行器黑障问题的成因。随后,着重介绍了等离子体流场和电波传播数值模拟方法并分析了方法的适用性。进一步对等离子体地面模拟方法和诊断技术进行了概述,并对国内外地面黑障实验结果进行了详细分析。在此基础上,针对临近空间高超声速飞行器的特点,采用层次分析法(AHP)对现有黑障消除技术进行了评估,给出了目前工程实用方法、近期可能实现的工程实用解以及未来具有应用潜力的消除技术。最后,对黑障问题后续研究方向提出了几点建议。 展开更多
关键词 临近空间高超声速飞行器 黑障 等离子体鞘套 电波传播
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临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法 被引量:7
15
作者 喻晨龙 谭贤四 +2 位作者 曲智国 王红 谢非 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期636-645,共10页
为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,提出了一种双通道并行跟踪算法。首先对比分析了目标的弹道轨迹,目标角度域参数相比位置域参数存在更显著的变化规律,为了在雷达测量直角坐标系下跟踪,采用倾角和方位角代替航迹倾角和航向... 为了提高临近空间高超声速滑翔目标的跟踪精度,提出了一种双通道并行跟踪算法。首先对比分析了目标的弹道轨迹,目标角度域参数相比位置域参数存在更显著的变化规律,为了在雷达测量直角坐标系下跟踪,采用倾角和方位角代替航迹倾角和航向角,将倾角变化率和方位角变化率描述成零均值正弦自相关随机过程,分别建立了纵向通道和横向通道的角度域模型。然后将目标轨迹分解到纵向观测平面和横向观测平面,通过量测数据预处理、双通道并行滤波、输出状态合并,实现目标的三维跟踪。最后通过仿真实验设置了算法中两个通道的机动模型的参数,分析了过程噪声对跟踪精度的影响,仿真结果表明,与现有的临近空间高超声速目标跟踪算法相比,该算法具有较高的跟踪精度。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速滑翔目标 跟踪 倾角 方位角 并行
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LFM雷达对临近空间高超声速目标的跟踪研究 被引量:6
16
作者 张翔宇 王国宏 +1 位作者 宋振宇 张静 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期846-853,共8页
针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的... 针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的量测模型,以避免模型失配所引起的滤波发散问题;其次,利用解模糊处理后的径向速度估计对目标高超声速运动引起的高动态偏差做近似补偿,以将问题转换为低系统偏差下的状态估计问题,最后,通过基于相邻时刻目标量测对消处理的单雷达量测方程构建,可有效回避低系统偏差存在下的航迹关联问题,进而实现临近空间高超声速目标的可靠跟踪.仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度. 展开更多
关键词 临近空间 高超声速 高动态偏差 机动目标 跟踪
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一种临近空间高超声速飞行器翼舵干扰研究 被引量:6
17
作者 邓帆 任怀宇 +2 位作者 谢峰 李绪国 梁杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期741-747,共7页
在临近空间区域内飞行的高超声速飞行器对舵面操纵特性提出了严苛的要求,在高空高速条件下主翼对舵效有严重影响。通过风洞试验对带全动舵升力体的高超声速升阻特性进行了研究,发现由于主翼的遮挡效应,负舵偏比同舵偏值的正舵偏对升力... 在临近空间区域内飞行的高超声速飞行器对舵面操纵特性提出了严苛的要求,在高空高速条件下主翼对舵效有严重影响。通过风洞试验对带全动舵升力体的高超声速升阻特性进行了研究,发现由于主翼的遮挡效应,负舵偏比同舵偏值的正舵偏对升力体升阻特性影响更明显。数值模拟结果显示在舵偏角从-20°~20°变化过程中,由于主翼与舵面之间气流干扰造成舵面上下压差变化复杂,-12°~2°舵偏产生抬头铰链力矩,其余正负舵偏均产生低头铰链力矩,主翼后缘上表面的分离线随攻角增加逐渐前移,迎风面高压气流通过翼舵之间缝隙向上发展,使得舵上表面再附线后移,翼舵之间均有明显的横向流动。 展开更多
关键词 临近空间 高超声速飞行器 升力体 翼舵干扰
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反临近空间高超声速飞行器若干研究进展 被引量:42
18
作者 赵良玉 雍恩米 王波兰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1239-1250,共12页
为了支撑我国反临近空间高超声速飞行器相关领域的基础研究和工程研制,在分析典型临近空间高超声速目标飞行特性和作战任务剖面的基础上,综述了目标预警探测、轨迹跟踪预测、制导控制方法、拦截攻击策略四个方面的若干研究成果,讨论了... 为了支撑我国反临近空间高超声速飞行器相关领域的基础研究和工程研制,在分析典型临近空间高超声速目标飞行特性和作战任务剖面的基础上,综述了目标预警探测、轨迹跟踪预测、制导控制方法、拦截攻击策略四个方面的若干研究成果,讨论了每个方面存在的技术难题和可行的解决方案,并建议从天/临/空/地/海体系预警、红外多模复合敏感、可攻击区轨迹预测、直/气复合等先进控制、协同拦截防御等方面给予重点研究。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 临近空间 拦截 轨迹预测 制导控制
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一种可行的临近空间高超声速目标航迹起始方法 被引量:5
19
作者 肖松 谭贤四 +3 位作者 王红 李志淮 李昌玺 李定山 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2013年第1期11-15,共5页
针对传统算法在临近空间高超声速目标航迹起始中存在的问题,提出了一种可行的多规则快速航迹起始方法。在分析临近空间高超声速目标特性的基础上,首先通过高度约束和速度约束减少杂波干扰,建立可能航迹,然后利用速度约束和加速度约束建... 针对传统算法在临近空间高超声速目标航迹起始中存在的问题,提出了一种可行的多规则快速航迹起始方法。在分析临近空间高超声速目标特性的基础上,首先通过高度约束和速度约束减少杂波干扰,建立可能航迹,然后利用速度约束和加速度约束建立候选航迹,最后通过角度约束来剔除V字形航迹和确定真实航迹,并进行了Monte Carlo仿真。结果表明:该方法能够在杂波环境下对临近空间高超声速目标进行航迹起始,并且正确航迹起始概率高,虚假航迹起始概率低,平均航迹起始时间短,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 航迹起始 临近空间 高超声速目标 多规则快速航迹
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临近空间细长旋成体绕流场分层特性研究
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作者 石伟龙 甘才俊 +4 位作者 张隽研 李晓辉 王利 程晓丽 何仕培 《力学学报》 北大核心 2025年第4期929-936,共8页
针对细长旋成体在临近空间中绕流场结构是否存在非对称性、非定常性这一富有争议的问题,采用粒子示踪技术(平面和体式)和高精度数值模拟技术,结合量级分析方法对高超声速细长旋成体绕流场进行了研究.试验获得了细长旋成体流向和多个展... 针对细长旋成体在临近空间中绕流场结构是否存在非对称性、非定常性这一富有争议的问题,采用粒子示踪技术(平面和体式)和高精度数值模拟技术,结合量级分析方法对高超声速细长旋成体绕流场进行了研究.试验获得了细长旋成体流向和多个展向截面的流场结构粒子图像,从这些图像中发现高超声速细长旋成体绕流空间场存在3层结构,除了与高超声速平板壁面绕流场或亚跨声速旋成体一样存在的自由流与边界层外,还在两者之间新发现一层粒子严重堆积的特殊“界面层”.通过数值模拟和量级分析发现,该界面层中法向速度不再为0,并存在压力峰值和很大的压力法向梯度,这是前缘激波与膨胀波的存在以及大曲率型面共同作用的结果.试验结果还表明:界面层是绕流场结构出现非对称性和非定常性的主要区域;界面层的厚度随着攻角增大而增大,大攻角和雷诺数提高时界面层发生扭曲变形,进而导致了绕流场的非对称和非定常特性.这些发现可以为临近空间高速导弹气动性能分析与控制奠定理论基础. 展开更多
关键词 细长旋成体 临近空间 高超声速 界面层 非对称流动
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