本申請涉及飛行器軌跡規劃技術領域，具體涉及一種撐桿跳飛行方式及其飛行軌跡設計方法。撐桿跳飛行方式，其包括：發射飛行器，并使飛行器飛行經助推后在大氣層中達到最大速度；對飛行器進行調整，以使飛行器進入在大氣層中滑翔飛行；改變撐桿跳飛行方向以使得飛行器由滑翔狀態轉變為爬升狀態，并使飛行器在慣性和重力作用下先達到最高點再下落至機動飛行高度；利用大氣密度和空氣動力驅使飛行器以預設落速和大落角從機動飛行高度機動飛行至目標點。本申請將彈道式飛行方式和大氣層內機動飛行方式結合起來，既能滿足飛行器對較大高度的特殊要求，也可以達到精度高、落角大、落速準的要求，可以較好地解決小射程大高度機動飛行的設計難題。
【技術實現步驟摘要】
本申請涉及飛行器軌跡規劃，具體涉及一種撐桿跳飛行方式及其飛行軌跡設計方法。
技術介紹
1、常見的飛行器為了便于控制飛行能量，其飛行高度與飛行射程一般呈正相關性，射程遠則高度高，射程近則高度低。但為了滿足一些特殊的要求，一些飛行任務需要在小射程情況下也期望飛行器能達到較高的高度。
2、采用傳統的彈道式飛行方式，可以在小射程條件下達到這種高度要求的。但由于射程小、高度高，飛行剖面非常陡峭。飛行器往往會先沖出大氣層，經過一段時間的真空飛行后，再返回大氣層，直至落地；不但需要昂貴的姿控系統，而且再入傾角大、時間短，落速無法控制，難以機動飛行和精確制導，導致飛行器的效能不能有效發揮。
3、隨著技術的發展，大氣層內滑翔飛行逐漸成為當前常用的飛行方式。采用該方式的飛行器，發射后全程處于大氣層內，主要在氣動力作用下滑翔飛行，機動性較強，軌跡靈活多變，命中精度高、落速控制好。然而，該飛行方式的飛行高度較低，尤其小射程時飛行高度很低，難以滿足較大高度的特殊要求。
技術實現思路
1、針對相關技術中，飛行器在面對小射程且飛行高度高的飛行任務時，其飛行器控制難度較大且且再入傾角大、時間短，落速無法控制，難以機動飛行和精確制導，導致飛行器的效能不能有效發揮的問題。
2、第一方面，本申請實施例提供一種撐桿跳飛行方式，其包括：
3、發射飛行器，并使飛行器飛行經助推后在大氣層中達到最大速度；
4、對飛行器進行調整，以使飛行器進入在大氣層中滑翔飛行；
5、改變飛行器的飛行方向以使得飛行器由滑翔狀態轉變為爬升狀態，并使飛行器在慣性和重力作用下先達到最高點再下落至機動飛行高度；
6、利用大氣密度和空氣動力驅使飛行器以預設落速和大落角從機動飛行高度機動飛行至目標點。
7、結合第一方面，在一種實施方式中，所述發射飛行器并使飛行器飛行經助推后在大氣層中達到最大速度，包括：采用傾斜發射或垂直發射的方式對飛行器進行助推發射。
8、結合第一方面，在一種實施方式中，所述對飛行器進行調整以使飛行器進入在大氣層中滑翔飛行，包括：
9、在飛行器助推燃料耗盡時調整飛行器的調整攻角，以使飛行器在大氣層中由傾斜爬升狀態調整到水平滑翔狀態。
10、結合第一方面，在一種實施方式中，所述改變飛行器的飛行方向以使得飛行器由滑翔狀態轉變為爬升狀態，包括：
11、按照預設的跳躍攻角改變飛行器的飛行方向，直至飛行器的飛行彈道傾角滿足預設的跳躍最佳傾角，以使飛行器由水平滑翔狀態轉變為大傾角爬升狀態。
12、第二方面，本申請實施例提供了一種對上述撐桿跳飛行方式的飛行軌跡設計方法，其包括：
13、根據初始發射條件和飛行指標要求對發射初始變量、滑翔參數、跳躍最佳傾角進行初始設定；
14、根據發射初始變量對飛行器從發射到開始進入滑翔狀態之間的第一飛行段進行彈道積分計算，根據第一飛行段彈道積分計算結果進對發射初始變量進行修正；
15、根據飛行指標要求、初設滑翔參數和初設跳躍最佳傾角對飛行器從開始滑翔飛行到機動飛行至目標點之間的第二飛行段軌跡進行彈道積分計算，根據第二飛行段的彈道積分計算結果對飛行過程中的跳躍最佳傾角和滑翔參數進行修正；
16、根據修正后的發射初始變量、滑翔參數、跳躍最佳傾角輸出飛行軌跡數據。
17、結合第二方面，在一種實施方式中，所述根據初始發射條件和飛行指標要求對發射初始變量、滑翔參數、跳躍最佳傾角進行初始設定，包括：
18、根據發射點高、目標點高、目標射程、目標極大高度和目標落速對滑翔高度、滑翔距離、跳躍最佳傾角、調整攻角和發射傾角或轉彎角進行初始設定；
19、根據飛行器性能參數對飛行器由跳躍攻角和下壓攻角進行設定。
20、結合第二方面，在一種實施方式中，所述根據發射初始變量對飛行器從發射到開始進入滑翔狀態之間的第一飛行段進行彈道積分計算，包括：
21、按照發射傾角或轉彎角對飛行器由初始發射到助推結束過程的助推段飛行軌跡進行彈道積分計算，積分結束條件為飛行器的助推器裝藥耗盡；
22、按照初設調整攻角對飛行器由助推結束到水平滑翔狀態之間的調整段飛行軌跡進行彈道積分計算，積分結束條件為飛行器進入水平滑翔狀態；
23、記錄飛行器在調整段結束時的第一高度值和第一射程值。
24、結合第二方面，在一種實施方式中，所述根據第一飛行段彈道積分計算結果進對發射初始變量進行修正，包括：
25、對第一高度值與初始設定的滑翔高度的偏差值進行判斷；其中，
26、當第一高度值與初始設定的滑翔高度間的偏差值不滿足預設閾值，則對初始設定的調整攻角、發射傾角或轉彎角進行修正。
27、結合第二方面，在一種實施方式中，所述根據飛行指標要求、初設滑翔參數和初設跳躍最佳傾角對飛行器從開始滑翔飛行到機動飛行至目標點之間的第二飛行段軌跡進行彈道積分計算，包括：
28、按照無動力擬平衡滑翔方法對飛行器在大氣層中滑翔過程的飛行軌跡進行彈道積分計算，積分結束條件為：飛行器當前滑翔飛行距離達到初設滑翔距離；
29、按照初始設定的跳躍攻角對飛行器滑翔段結束至飛行器彈道傾角達到初設跳躍最佳傾角的跳躍段飛行軌跡進行彈道積分計算，積分結束條件為飛行器的當前彈道傾角達到初始設定的跳躍最佳傾角；
30、按照零攻角對飛行器由跳躍段結束到下落至機動飛行高度的慣性段進行彈道積分計算，積分結束條件為飛行器當前彈道傾角小于預設角度，且飛行器經最大高度下落至額定機動飛行高度，記錄飛行器在慣性段的實際最大高度值；
31、按照下壓攻角對飛行器由機動飛行高度至落地間的下壓落地段進行彈道計算，積分結束條件為飛行器下落到目標落點，并記錄飛行器落地時的實際射程值、實際落速值。
32、結合第二方面，在一種實施方式中，所述根據第二飛行段的彈道積分計算結果對飛行過程中的跳躍最佳傾角和滑翔參數進行修正，包括：
33、根據目標極大高度與實際最大高度值的差值對初始設定的跳躍最佳傾角進行修正；
34、根據實際射程值與目標射程的差值對初始設定的滑翔距離進行修正；
35、根據實際落速值與目標落速的差值對初始設定的滑翔高度進行修正。
36、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括：
37、本申請實施例中將傳統的彈道式飛行方式和大氣層內機動飛行方式結合起來，融合了彈道式飛行高度高、落角大的優點和大氣層內機動飛行命中精度高、落速控制好的優點，既能滿足飛行器對較大高度的特殊要求，也可以達到精度高、落角大、落速準的要求，可以較好地解決小射程大高度機動飛行的設計難題。
本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種撐桿跳飛行方式，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述發射飛行器并使飛行器飛行經助推后在大氣層中達到最大速度，包括：采用傾斜發射或垂直發射的方式對飛行器進行助推發射。
3.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述對飛行器進行調整以使飛行器進入在大氣層中滑翔飛行，包括：
4.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述改變飛行器的飛行方向以使得飛行器由滑翔狀態轉變為爬升狀態，包括：
5.一種如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式的飛行軌跡設計方法，其特征在于，包括：
6.如權利要求5所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據初始發射條件和飛行指標要求對發射初始變量、滑翔參數、跳躍最佳傾角進行初始設定，包括：
7.如權利要求6所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據發射初始變量對飛行器從發射到開始進入滑翔狀態之間的第一飛行段進行彈道積分計算，包括：
8.如權利要求7所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據第一飛行段彈道積分計算結果進對發射初始變量進行修正，包括：
9.如權利要求8所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據飛行指標要求、初設滑翔參數和初設跳躍最佳傾角對飛行器從開始滑翔飛行到機動飛行至目標點之間的第二飛行段軌跡進行彈道積分計算，包括：
10.如權利要求9所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據第二飛行段的彈道積分計算結果對飛行過程中的跳躍最佳傾角和滑翔參數進行修正，包括：
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【技術特征摘要】
1.一種撐桿跳飛行方式，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述發射飛行器并使飛行器飛行經助推后在大氣層中達到最大速度，包括：采用傾斜發射或垂直發射的方式對飛行器進行助推發射。
3.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述對飛行器進行調整以使飛行器進入在大氣層中滑翔飛行，包括：
4.如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式，其特征在于，所述改變飛行器的飛行方向以使得飛行器由滑翔狀態轉變為爬升狀態，包括：
5.一種如權利要求1所述的撐桿跳飛行方式的飛行軌跡設計方法，其特征在于，包括：
6.如權利要求5所述的飛行軌跡設計方法，其特征在于，所述根據初始發射條件和飛行指標要求對發射初始變量、滑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘霏，陳世富，朱美艷，環夏，陳明，吳楠，郭春霞，許琦，李亨，陳子浩，何定鵬，
申請(專利權)人：湖北航天技術研究院總體設計所，
類型：發明
國別省市：
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