[发明专利]一种基于可变构型空天飞行器的气动布局设计方法

摘要

本发明公开了一种基于可变构型空天飞行器的气动布局设计方法，包括：分别确定可变构型空天飞行器的低速基准布局及高速基准布局，采用状态类型函数方法对其几何外形进行参数化描述；采用工程估算方法建立相应的参数化动力学模型，依据相似性准则整合不同速域的模型，构建相应的代理模型；采用灵敏度分析方法确定飞行条件和气动布局变化对飞行控制系统性能的影响，确定可变构型空天飞行器的稳定边界及系统要求；通过全速域性能匹配分析，确定可变构型空天飞行器的变布局方案。本发明通过适当改变飞行器的机翼构型，确保每一个任务阶段飞行器具有最优的气动布局，实现最小能耗下的大包线连续飞行，满足航空航天飞行器一体化设计的需要。

主权项

一种基于可变构型空天飞行器的气动布局设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：构建参数化几何模型分别确定可变构型空天飞行器的低速基准布局及高速基准布局，采用状态类型函数方法对可变构型空天飞行器的几何外形进行参数化描述；步骤二：建立参数化动力学模型基于可变构型空天飞行器的参数化几何外形，采用工程估算方法获得空天飞行器在全速域内飞行时所受到的气动力、力矩及推进系统提供的推力，建立可变构型空天飞行器的参数化动力学模型；步骤三：构建代理模型依据相似性准则整合不同速域的模型，推导出可变构型空天飞行器的代理模型；步骤四：进行模型特性分析根据获得的可变构型空天飞行器的代理模型，采用灵敏度分析方法确定飞行条件和气动布局变化对飞行控制系统性能的影响，确定可变构型空天飞行器的稳定边界及系统要求；步骤五：根据系统性能指标，调整气动布局调节策略分析确定不同布局条件下的模型特性，并计算布局调整的性能指标，在当前速域范围内，评估该布局方案下系统性能指标与任务要求的匹配程度，根据气动布局调节策略，确定当前速域条件下的最优布局；步骤六：通过全速域性能匹配分析，确定可变构型空天飞行器的变布局方案。