[发明专利]一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术

说明书

本发明一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，是对《一种应用于近程超声速巡航弹的定高飞行技术》的继承和优化，通过内环保证飞行姿态的稳定性，通过外环生成定高飞行的导引指令，由内环控制飞行器跟踪外环的导引指令从而实现定高飞行的目的。其中，外环高度项前的比例系数对高度差有一定的适应性，在高度差越小时该系数越大，能够较大程度上降低巡航高度误差。在进行30m高度掠地巡航时，极限拉偏条件下本发明可以将巡航高度误差从±22m(《一种应用于近程超声速巡航弹的定高飞行技术》的定高误差)左右降低至±3m左右，因此本发明可应用于超声速巡航弹短时间内的掠海或者掠地巡航。

技术领域

本发明一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，属飞行器姿态控制领域，涉及飞行器纵向通道运动模型和姿态控制回路等方面。

背景技术

由于低空大气密度大，所以在进行低空超声速巡航时，需要用更大的推力来克服气动阻力，因此一般使用亚音速来进行长距离掠海或者掠地飞行。而随着防御武器以及探测手段的发展，传统的亚音速巡航弹和一些超声速巡航弹较容易被拦截。为了更好地实现常规超声速巡航弹的突防能力，变弹道巡航得到了越来越多的重视。降高弹道则是其中一种方式，该种弹道在巡航后段几乎是掠地或者掠海飞行的。超声速掠地或者掠海巡航则给飞行控制系统提出了更严格的要求。

发明内容

本文以某型号超声速巡航弹为依托提出了一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术。该发明对本人上一个发明《一种应用于近程超声速巡航弹的定高飞行技术》具有一定继承性，且是对其定高精度的优化。本发明在2.1Ma左右的巡航速度进行高度30m的掠地巡航时，60秒左右巡航时间内定高精度为±3m。

本发明的技术解决方案是：

(1)一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，旨在解决近程超声速巡航弹掠海或 者掠地巡航时的定高精度问题。

(2)根据前述的一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，内环利用攻角和俯仰角 速度的反馈控制来稳定姿态，外环使用当地弹道倾角和海拔高度的综合比例控制来生成制导 指令。

(3)根据前述的一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，外环根据当地弹道倾角 和海拔高度生成的制导指令是攻角指令而非过载指令。

(4)根据前述的一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，使用本发明中图1所述 控制结构来进行定高飞行。

(5)根据前述的一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，高度差前的系数对高度 差进行适应性变化，其形式是

(6)根据前述的一种应用于近程超声速巡航弹的掠地飞行技术，使用本发明“具体实施 方式(6)”所提的制导和控制律来进行巡航弹的定高飞行。

本发明的优点具有继承性和开创性，在于：

(1)外环导引指令简单，易于实现，不需要复杂的解算；

(2)外环控制参数易于调节；

(3)外环的导引指令是程序攻角指令，便于对爬升段或下压段的最大攻角进行限幅，这一点对使用冲压发动机进行巡航的导弹而言尤为重要；

(4)本发明提出的定高飞行技术对不同的定高高度有很强的适应性；

(5)本发明提出的定高飞行技术对导弹初始发射角的依赖性大大降低，在发动机能力足够的情况下，同一个发射角也可以实现不同高度的定高飞行；

(6)本发明提出的定高飞行技术虽然依托于现有型号的超声速巡航弹，但是对不同速度的巡航弹都具有适用性。

(7)本发明短时间内掠地巡航(或者其他高度巡航时)精度较高。

附图说明

图1是按照本发明所提出的掠地巡航技术，其对应的内外环控制结构图

图中

红色虚线框内为内环控制回路；