高超音速飞行器具有凭借其高速度(巡航马赫数6—10),在不超过10分钟的时间内就能够打击近千公里远的目标。这种飞行器不仅将提高武器攻击的突然性和有效性,而且使作战时间大为缩短,加快战争进程。由于高超音速飞行器的速度快,留给防御系统的反应时间短,拦截武器系统的有效拦截区域很小,拦截概率将大幅度下降,甚至使拦截武器丧失发射机会。因此具有重要的军事价值。 高超音速飞行器研究的关键技术涉及气动发动机一体化布局设计、动力装置的研制和选取以及复合制导技术与突防策略。本文针对高超音速飞行器总体设计的关键技术和动态特性进行分析,主要内容包括: 1、对几种典型的高超声速飞行器气动外形和气动特性的比较和分析,其中包括翼身组合体、乘波体、升力体和锥形体,并对发动机的气动布局及关键技术进行分析,最后分析了高超音速飞行器的操控方案。得出采用乘波体气动布局、双模态超燃冲压发动机以及BTT转弯控制是高超音速飞行器适合的发展方向。 2、根据高超音速飞行器的特点,设计了高超音速飞行器的 任务剖面,包括初始段、巡航段和末端攻击段。根据给定的初始条件,计算了飞行器的整个飞行过程的理想弹道,并进行仿真分析。 3、基于小扰动理论,对飞行器运动方程线性化,分析了其纵向和侧向的动态特性,包括静稳定性、自由扰动运动模态以及操纵特性,并重点分析和验证了气动舵和STT(侧滑转弯)控制方式能否满足高超音速机动性的要求。