[发明专利]一种超音速大机动靶标持续大过载防失速方法

说明书

本发明提出一种超音速大机动靶标持续大过载防失速方法，该方法首先设计了可用过载指令解算策略，当可用过载能力nysubgt;a/subgt;大于预定程控指令nysubgt;c1/subgt;时，靶标跟踪程控指令，否则跟踪可用过载指令。通过设置速度保护门限Masubgt;lim/subgt;将可用过载指令的解算分为两个部分，当速度高于门限Masubgt;lim/subgt;时，可用过载能力nysubgt;ah/subgt;受限于通道舵最大偏转角度；当速度低于门限Masubgt;lim/subgt;时，则必须确保靶标的速度增大至门限以上，因此可用过载能力nysubgt;ad/subgt;受限于最大推力。该算法通过在线实时解算出靶标可用过载能力nysubgt;a/subgt;，与预定程控指令nysubgt;c1/subgt;按照可用过载指令解算策略实时给靶标输出跟踪指令nysubgt;c/subgt;，保证了靶标持续大过载机动过程中的速度不小于速度保护门限，确保飞行安全。飞行试验结果证明了该方法的有效性。

技术领域

本发明涉及一种超音速大机动靶标持续大过载机动时的防失速方法，特别涉及一种在大机动时阻力大于最大推力的靶标，通过在线解算靶标当前可用过载，确保靶标在持续大过载机动时最低速度可控，确保不会出现失速的风险。

背景技术

云雀超音速大机动靶标是西北工业大学联合西安航天动力研究所共同研制的一款高性能靶标，是国内首款具备模拟国外先进四、五代战斗机超音速大机动能力的靶标，填补了国内靶标超音速9g瞬时大过载机动的空白。为了实现对四、五代战斗机超音速机动能力的模拟，在靶标研制阶段动力系统的方案采用了两台液体火箭发动机，一台作为巡航发动机，另一台作为机动时的加力发动机，在机动时打开维持机动过程中推阻平衡，两台发动机推力大小的选取基于初步方案论证阶段的巡航阻力及机动阻力，两台发动机的最大推力分别为1200N、2800N。

然而，经过多轮次的方案迭代后，实际的靶标产品经过精确建模及风洞试验验证之后的阻力大于初步方案论证阶段的阻力，特别当大机动靶标在进行持续6g的大过载机动时，存在机动阻力大于最大4000N的情况。若在这种工况下，靶标仍旧跟踪预定6g持续过载指令，则会使得靶标的速度越来越低，与此同时攻角越来越大，阻力越来越大，导致速度进一步降低，可能导致机动结束的速度低于指标的要求，严重情况下可能造成靶失速失稳导致任务失败。确保飞行安全是飞行任务的重中之重，因此如何保证大机动靶标持续大过载机动时，在阻力大于推力的情况下，确保靶标机动飞行安全不出现失速的风险，是大机动靶标研制的一项关键技术。

发明内容

本发明针对大机动靶标持续大过载机动过程中防失速的问题，提出了一种基于速度保护的靶标可用过载指令在线生成方法。靶标在大过载机动过程中，通过跟踪过载指令完成相应机动任务，然而当过载指令跟踪时若机动阻力大于最大推力，靶标可能会出现失速风险，因此为确保靶标机动过程的飞行安全，设计了一种在线实时的靶标可用过载指令生成算法，根据当前时刻靶标的飞行高度、速度、保护速度等参数解算出当前的可用机动能力，并将其引入控制回路，实时生成靶标当前的过载控制指令。

本发明的技术构思为：为靶标设计在线过载指令生成算法，防止其在机动过程中出现失速风险，确保飞行安全性。大机动靶标程控过载控制及防失速过载控制原理框图如附图1、2所示，原理框图组成说明如下：

图1为大机动靶标程控过载控制结构框图，从图中可以看出，靶标的程控过载指令为n_yc1，直接进入弹上控制系统，弹上控制系统根据预先设计的控制律控制靶标机动飞行，但由于靶标持续大过载机动时的阻力大于靶标的最大推力，由此将导致靶标实际飞行时若按照程序设定的过载指令控制时将会导致靶标速度持续下降，存在失速的风险；