[发明专利]一种使热环境最优的飞行器飞行攻角的确定方法

说明书

本发明涉及一种使热环境最优的飞行器飞行攻角的确定方法，该方法通过改变飞行器的飞行攻角，改善飞行器各关键部位表面的热环境，使飞行器各关键部位表面的热环境处于最优状态，即热环境中的热流最小，属于飞行器的飞行控制技术领域。本发明的方法给出一种热环境最优的智能飞行攻角剖面确定方法，以热环境最优为目标，求解某飞行状态下的飞行攻角，为防隔热系统减轻压力，实现适应复杂飞行环境的智能飞行控。

技术领域

本发明涉及一种使热环境最优的飞行器飞行攻角的确定方法，该方法通过改变飞行器的飞行攻角，改善飞行器各关键部位表面的热环境，使飞行器各关键部位表面的热环境处于最优状态，即热环境中的热流最小，属于飞行器的飞行控制技术领域。

背景技术

某飞行器高速飞行时热环境恶劣，存在飞行器表面烧穿进而使飞行任务失败的风险，现有技术中一般采用防隔热性能更好的防隔热材料施加到飞行器的各关键部位的表面；存在的不足之处是成本高，且在长时间飞行过程中仍然会存在防隔热材料被烧穿的风险。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种使热环境最优的飞行器飞行攻角的确定方法。

本发明的技术解决方案是：

一种使热环境最优的飞行器飞行攻角的确定方法，该方法的步骤包括：

步骤1：对飞行任务剖面进行划分，得到高度和马赫数的组合；

步骤2：对试验数据进行收集整理；

步骤3：按飞行任务剖面进行数据拟合；

步骤4：利用步骤3得到的拟合公式构建知识库，作为求解热环境最优的飞行攻角的依据；

步骤5：根据步骤4中构建的知识库，求解热流最小状态对应的攻角。

所述的步骤1中对飞行任务剖面进行划分的具体方法为：按高度和马赫数组合对飞行任务剖面进行划分，对飞行任务剖面进行划分时从初始状态开始高度每隔10km取一次值，马赫数每隔1取一次值。

对飞行任务剖面进行划分，得到高度和马赫数的组合为：10km_Ma1、20km_Ma2、20km_Ma3、30km_Ma3、40km_Ma4、40km_Ma5。

所述的步骤2中，对试验数据进行收集整理包括收集该飞行器历次飞行试验数据和地面试验数据，收集该飞行器历次飞行试验数据和地面试验数据时是指收集飞行器关键部位的热流、高度、马赫数和攻角信息。

所述的飞行器关键部位是指飞行器的端头驻点、水平翼前缘和迎风翼面。

所述的步骤3中，按飞行任务剖面进行数据拟合的方法为：按照步骤1得到的高度和马赫数的组合，对高度、马赫数、攻角与关键部位热流的对应关系进行分类拟合，得到不同高度和马赫数组合下的高度、马赫数、攻角与关键部位热流的拟合公式。

飞行器在高度H1_马赫数Ma1状态下利用飞行试验数据进行拟合，飞行器水平翼前缘热流的拟合结果如式(1)所示；其中，H为高度、Ma为马赫数，α为攻角，q_s为水平翼前缘热流，C₁C₂C₃C₄C₅C₆为常值系数；

所述的步骤5中，求解热流最小状态对应的攻角的方法为：根据飞行器当前的高度和马赫数信息，从知识库提取高度和马赫数信息最接近状态的热流与攻角的关系式，在飞行器可用攻角范围内，通过在可用攻角范围内遍历的方式求解热流最小状态对应的飞行攻角。

飞行器高度H1和马赫数Ma1状态下不同攻角时水平翼前缘热流最小的飞行攻角为10°，选取10°攻角附近使水平翼前缘热流较低。